全國中小學科展

物理科

聲音頻率與其方向之關聯性

前陣子家中音響故障,要購入新的高級喇叭。為了更加發揮新音響的特性,特別請音響店老闆來家中擺設及校正。放置時,老闆特別強調:「高音喇叭擺設的方向要面向欣賞者,這樣子才會有好的效果;而低音喇叭就不一定要如此,因對人或不對人放置並不會對欣賞放果造成太大的影響。」追問原因何在,老闆表示‘「這是我和同好多年的心得,也談不上如何解釋。」因而對此主題產生了研究之興趣。

分析透射式勞里X光底片的新方法

X-ray分析在今日有多種用途,不論分子結構或材料的選擇,均有極大的貢獻。可是在使用勞里法( Laue metbod )分析立方晶體 ( cubic aystal)時,發現此法不僅很費時 間,而且效果很差。在師大,我曾經以一個月的時間,學 習以前大家所使用的分析注法。結果發現不但分析的工具不好找,而且分析的結果令人不滿意。因此,我下定決心要找出一種更便、快而準確的方怯。(Her Song-Method)。

利用轉動的鏡子測聲音頻率的探討

在一次的聯課活動中(自然科學社),在物理實驗室後面的櫥櫃中放有許多音叉,有少數同學敲著音叉,浸入水中濺起水花,當時很多同學覺得新奇,紛紛問老師有關聲音的原理,其中我們印象最深刻的是:(一)聲音的產生是由於物體的振動。(二)聲音的高低是決定於振動頒率,像男人聲音低是聲帶振動頻率小,女人聲音較高是聲帶振動頻率較大,那時利用喇叭及示波器示範,當喇叭的聲音高時,示波器上出現的頻率也較大,但是我們仍不了解示波器如何顯示波形再測頻率的道理,於是我們幾個同學利用圖書館時間查書、討論,看看有沒有其他更簡明的方法,測出聲音頻率,同時找課餘時問,試著做這個實驗。

盆栽也要接地氣?家用交流電下相關因子對植物電位之影響暨人體藉由觸摸植物來接地之探討

報導指出植物生長與病害發生受大氣電場調控、花卉釋放電場信號與蜜蜂溝通、利用高壓靜電場改變電位可延長水果保鮮期限、將花束接地(grounding)可延緩枯萎,顯示植物生理現象與電場有關,並可能受到家用交流電的低頻電場干擾。 研究發現在家用交流電下,植物電位(以地表為零電位)與植株長度具線性正相關,植株疑似具天線效應;植物電位與澆水量具線性正相關,與電解質濃度似無關;距離較遠時,植物電位與纏繞電線的距離平方成反比;地面或盆器影響植物電位,任兩材質之「電位增加率」具正比關係,可用以量化各種地面的接地效果。 此外,研究結果也提供盆栽接地以及人體如何藉由植物來接地的建議,以減少生物電功能受到干擾。

我把呆呆船變聰明了

本研究源起於木片玩具 DIY 單元,小朋友用四片木片做了一艘船,卻只會在水中原地翻滾,大夥兒決定進一步改良這艘呆呆船,讓它不會翻滾且能直行。經實驗研究有以下發現:一、改良原始呆呆船翻轉情形:船身大小和螺旋槳的比例會影響船行走的情形。二、實驗 A 延伸探討:有以下發現:要做一艘快速且直行的船,就一定要裝馬達、方向舵、破水裝置,讓船行駛更順利。三、舉辦全校科學玩具船比賽,歸納出能讓玩具船直行因素。發現:船底光滑、使用馬達、重心置中、具有舵、圓頭是船直行重要因素。底面積較小的船,碰壁次數最少而且能夠直行的距離最長。四、改良呆呆船不同螺旋槳裝置位置及不同船身設計,探討對玩具船直行 影響。發現:水中螺旋槳組在水中行駛情形優於空氣螺旋槳組。此外,舵是影響直行的重要因素。船頭有保利龍球可減少水阻力,幫助直行。底面積較小的船,碰壁次數最少而且能夠直行的距離最長。船隻底部光滑程度會影響船行駛速度。

轉動奇蹟─探究電動機的奧秘

電動機和馬達是一樣的,電動機是較正式的稱呼,而馬達是一般常用的俗稱。本次從事電動機的研究發現到使用較粗的漆包線所作成的電動機,果然可以使棉線纏繞上去,因此可以用來測量電動機一定時間內轉動的圈數,解決了課本上無法測量電動機轉動圈數的難題。除此之外,經由實驗我們還了解到線圈的改變、整流器的位置以及場磁鐵的移動與電動機轉動情形的相互關係。在我們鍥而不捨的努力之下,終於克服了種種的難題,得到了許多令人 滿意的答案,也歸納出電動機之所以不會轉動的原因,並能夠用力圖來說明電動機的轉動方向與速度快慢,而我們也希望能將實驗的結果提供給大家當作教學上的補充資料或是往後製作電動機上的參考。

網開一面---水光焦織的探討

主題一:由平行光入射拋物面鏡及球面鏡的實驗探討其聚焦的效果,並發現球面鏡的聚焦效果較差,有焦散成「3」形狀的特殊圖紋,其尖嘴部分往兩側折疊延伸。接著由此進一步探討光源打在中空圓柱中,經由圓柱內側面反射形成的焦散曲線,並利用黑紙遮蔽圓柱體內不同位置以了解焦散曲線的形成。再加以改變光源的位置、角度以及種類來探討二維的焦散曲線圖形。 主題二:深入焦散現象進而研究以雷射光入射水珠,探討其投射焦散的圖紋有規律性,經由立水珠的良好控制,研究外凸弧面及內凹弧面曲線,並由實驗圖片統整歸納出基本圖形,再以其為基礎分析複雜的實驗圖片。

向上爬!─探討無動力之錐體在坡道上如何爬坡

在理化課程第十三章的簡單機械這一單元中,學習到斜而省力的原理,並探討功一能定理。在課堂上,老師就此提出學長曾經研究的主題 ─「登坡的車子」─ 引發起我對這個實驗的研究動機與興趣,於是我在資優班的專題研究報告中,針對「登坡的車子」再行探討 ─ 為何能爬坡?爬坡的條件如何?爬坡的過程中重心偏移及動量變化情形又如何?針對系統而言是否遵循功 ─ 能定理?於是在老師的指導下,並查閱各相關書籍,做下列之理論及實驗的探討。

當我們撞在一起-液體碰撞

我們利用不同速率液滴撞擊液面,發現液柱彈起的力量來源可能為液體的壓力或表面張力;並且測量液滴進入液面下的深度和彈起的水柱高度,由實驗結果發現入射速率越快,其能量損耗百分比越小。另外我們做了固體間碰撞實驗來與液體間碰撞做比較,發現其能量損失百分比比液體間碰撞來的小。

骨牌與撞擊原理在日常生活中的研究和應用

(一)弟弟在電視看到骨牌表演覺得很好玩!想再試試,正苦無材料時,書桌堆滿了一堆音樂、故事 … … 等錄音帶及光碟、磁碟的匣子,他們的形狀大小、體積重量看起來都差不多,是很好的骨牌材料。 (二)媽媽時常叮嚀我們聽完的錄音帶要放進錄音帶匣子,並且要按照種類、單元順序排列好,一方面不會佔用太多空問,一方面也可以節省取用時間,要我們到百貨公司看看有沒有收容這些束西的器具。