物理科

在學校裡做聲波實驗的時候，只聽見聲音，而看不見聲波，俗語說：百聞不如一見，我想如果能用看的來配合聽的更能使得我們容易瞭解聲波。

六上自然課本我們在做「四輪車和小山坡」實驗時，發現學校所用的實驗器材不太理想更好，，四輪車常偏離軌道，木塊被撞後常亂滾，距離很難測量，我們心想能不能有又簡單的方法呢？

國中物理第二冊第廿七頁中，介紹液體壓力時，證明液體側壓會使筒壁上的孔噴水，水噴出的遠近，可表示壓力的大小，但實際實驗時，似有矛盾，故而設計本實驗。

在一個壓克力製的長方形盒中放入兩層濃度不同的食鹽水，將一隻尖端磨平的針頭水平置放在盒中，針頭出水口恰沒入上層濃度較小的食鹽水中，針頭以橡皮管和滴定管相連，滴定管灌滿染料水溶液，打開活栓瞬間，染料在食鹽水中形成漩渦偶極子，由漩渦偶極子移動距離隨時間的變化，可求得染料作用於食鹽水的慣性力。等位線與電場實驗的電場形成盤放入兩層濃度不同的食鹽水，用兩片平行金屬板做電極，在食鹽水面上放一磁鐵，磁鐵下方滴入數滴染料，食鹽水中的離子受電力、勞侖茲力及黏滯力作用亦形成漩渦偶極子，由漩渦偶極子移動的距離隨時間的變化可求得勞侖茲力。

在全世界都期待公元 2000 年第一道曙光到來的時候，我們卻對地球的運轉產生了好奇。在人類生活的地球上，日復一日、年又一年，晨昏晝夜、春夏秋冬的演出，週而復始，從不間斷。從參考資料中，我們了解到這些現象乃是地球的自轉，同時又繞著太陽公轉所造成的；而且由於地球自轉的赤道面與公轉的黃道面有一固定夾角，使得地球在公轉軌道運行時，大陽輻射的能量直射在地球的緯度，將隨著軌道位置改變。在這種特殊的幾何關係下，地球有了四季、晝長夜短的變化，也有熱帶、亞熱帶、溫帶與寒帶的地理區分。我們不禁佩服幾百年前科學家的智慧，能透過天體與自然變化的觀察、思考，進而洞察出地球運行的奧秘。然而在佩服之餘，也引發我們的興趣，想去挖掘此種運行法則的背後所隱藏的一些物理。在本研究中，我們除了探討地球運行所引發的現象外，也從這些現象，反向思考，構思一些可能的應用。

暑假爸爸帶我出國旅遊，在中正機場看到停在機場的飛機，它的引擎前端畫有黑色的眼珠，覺得很奇怪。便問爸爸，但他也不知所以然，衹好等到開學再請教老師。老師要我們大家起搜集有關資料及實地實驗。我們便在老師的指導下進行實驗工作。

冬至那天，我在廚房幫媽媽煮湯圓，媽媽告訴我，煮湯圓要水沸了，湯圓才能放進水裏，等到湯圓浮起來時，就熟了。當時我覺得很納悶，為什麼要水沸了才能放進去，而當湯圓浮起來時，就表示熟了呢？於是我問媽媽，媽媽說：「這是前人的經驗。」我又去問同學，同學也都都不知道，於是我和幾位同學決定追根究底，去請教老師，並在老師的指導下，做了一系列的的實驗。

這項研究是延續國小時參加全國科展作品「『粒粒』皆辛苦」的創作，不僅將成功疊出骰子塔的步驟簡化，更進一步的探討出疊成骰子塔的順序性，並藉由實際教導同學，記錄每一位初學者對於學習疊出骰子塔技巧的過程，也做為我研究的分析數據。為了更客觀的探究骰子爬升及堆疊的物理原理，我設計並製作一部可調整轉速的儀器，精準探討轉速（或頻率）與杯子傾斜角度、旋轉半徑、骰子顆數、骰子質量以及摩擦力有何關聯性。進而算出摩擦係數，合理解釋了骰子爬升與下滑所需的轉速與理論值之間的差異，更推導出利用摩擦力修正後的轉速，可準確求得骰子在不同傾斜角度、旋轉半徑下爬升或下滑的轉速，讓「賭神」的祕技重新賦予科學的生命。

水結冰的過程為什麼體積會膨脹？雖然課本都有寫，但卻沒有說明真正的原因。我想知道的是水結冰時若是遇到其他物質的抵抗，是否能用明顯的巨觀結果來證實我的推論與預測？冰芯的形成又與奈米冰晶的多寡有何關係？ 透過比較不同水質的結冰結果，進而探討各種溶質的冰芯差異，期間發現容器的形狀與材質對形成冰芯的影響，特別是有無包覆可以用來控制冰芯的形狀。證實形成「奈米冰晶結構」時擴大版圖的「純化作用」的確存在。 透過探究水結冰時和其他物質的交互作用以及冷卻環境差異所造成奈米冰晶結構強弱，經拉曼光譜儀的掃描分析，形成「純化作用梯度力」的物理解釋模型，希望未來能進一步製作能結出創意冰芯形狀的製冰容器。

波與波間干涉時，有相消性干涉與相長性干涉，當其為相長性干涉，就會將振幅加大，在高中物理教科書中學習到波的現象－波的傳播、波動函數、干涉、駐波等，但僅止於 1-dim 及 2-dim 之討論，且討論單純橫波及縱波現象，在此以一彈簧連接成一立方體模型來討論不同方式振動在 3-dim 空間中之波動現象，並以此延伸探討地震及海嘯諸多問題及研究。