物理科

我們的研究發現，水滴聲這種特別的聲音，形成在於從撞擊水面起至水面平復的一連串的現象作造成的空氣壓力改變，以上一連串現象又與水滴的許多性質，如：動能、表面張力、黏滯係數……等有關。我們找出了水滴聲響度與滴落高度、表面張力、黏滯係數的關聯，也找出了滴落聲主要頻率與滴落所造成之凹陷寬度的關聯。我們還發現，水滴的滴落聲會受到承接容器形狀以及滴落時間間隔的影響。未來我們希望能建立更明確的數學關係，並發掘更多有趣的現象。

磁鐵會將磁性物質吸引到兩極磁力最強處，這是我們熟悉的模式，然而在實驗中我們卻發現了不同的現象：鐵片會被吸引至磁鐵側邊而非一般所認為的磁鐵的中央。因此自製了磁力測量計探討此現象，結果發現鐵片與磁鐵之間吸引力不單會受到磁場影響，還會因為鐵片不同的放置方向而有截然不同的受力結果。因此構想了一連串的實驗深入的探討鐵片磁化與磁場的關聯。實驗中看到單一薄鐵片之NS極殘磁無法分佈於上下兩面，但當鐵片增厚鐵片磁化方式又符合我們所熟悉的模式：距離磁鐵較近的一端會產生異相吸。我們從這實驗得知磁化非課本所教NS極會順著磁力線走，而是一種金屬內部相斥力和外加磁場所達成的平衡。

船舶行經海面、運動選手游過泳池時，總會在移動中散發出幾道狀似翼形的波動。 這種波在學術上被稱為「開爾文船波(Kelvin Wake)」，英文上可簡稱為wake。對於wake至今已有不少相關研究成果，但是就我們所查詢到的資料中很少有文獻是針對尺度較小的船尾波做探討的。於是我們自製簡易器材模擬低尺度下環境(低船速、低水位、觀察範圍小)的物體在水面移動產生wake的型態，再使用相機拍攝後以Tracker、GeoGebra程式測量速度及分析波紋細節，並以GeoGebra將理論的結果圖形化，和實驗照片進行比較。我們發現低尺度下的wake和Kelvin的大尺度模型有所不同，因此我們將Kelvin模型修正後提出新的「波峰直線Kelvin理論」來解釋wake在低尺度下的型態，並由修正的過程中來探尋wake的波動來源。

有一天，老師介紹他小時候的童玩遊戲，其中有一項是這樣玩的──在木頭上釘上二根鐵釘，將鐵釘套上一條像皮筋，在橡皮筋上靠鐵釘的位置各放一截刺莧的花穗，比賽的二人各拿一塊石頭在兩端的鐵釘上摩擦，這時在橡皮筋上的刺莧花穗就會往前進，並在途中相遇，若能將對方逼退或擠落就算勝利。 同學們覺得這個遊戲很有趣，因此，下課就不停的玩，當然我也不例外，但除了好玩之外，我內心卻存有很多疑問：為什麼我有時輸，有時卻又贏呢？為什麼摩擦鐵釘，而刺莧花穗會前進呢？還有為什麼只用刺莧花穗？難道不能用其他東西代替嗎？又為什麼要用橡皮筋而不用其他的線呢？……。 於是，我去請教老師，就在老師的指導下， 做了這項探究。

常在想：萬一有一天，地球上鬧大旱災，那該怎麼辦？是否有方法可以解決？在電視上，看到唐老鴨在冰上鋸個大洞，而輕鬆地釣魚，……。這些問題疑惑著我們，要如何揭穿媕Y的奧秘？

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。

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。

(一)在追求生活品質下，有些居民採自力救濟方式，去年的林園石化事件，曾使多家工廠被迫停工。一向較被忽視的噪音污染，也隨著環保意識日漸高漲而受重視。到底音量和噪音關係如何？ (二)有時在校園裡可以聽到別校傳來的國歌聲，有時卻聽不見，為什麼？ (三)吹氣可惜滅火燭，聲能可以嗎？ (四)利用光影可以看出振幅的大小嗎？

高中課程中密度及水的表面張力之測量，可以使用砝碼來進行測量，本實驗之目的是為了探討以水重取代砝碼的可行性。實驗過程中我們利用自製的阿特午機作為本實驗系統之主體，從主題一實驗中發現到定滑輪轉軸接觸面的最大靜摩擦力與兩邊掛物的重量呈線性關係。接續主題一實驗所得知之關係，可知最大靜摩擦力在實驗中為一穩定值，並利用此特性設計實驗裝置以嘗試密度及表面張力之測量，所測得之密度?非常接近理論值，證明此實驗裝置用以測量液體密度之可行性；利用此一系統測量表面張力方面，多次測得之測量值其結果大約和理論值有5％至10％的誤差。本系統的改進方式在討論及結論中均有提及，以恰好靜動作為數據之判讀點及以滴入純水取代砝碼之效果為本實驗設計之核心。

盪秋千是刺激又好玩的事，偏偏媽媽總是說：「秋千不要盪太高 … … 」秋千不盪高就不夠好玩啦！真是奇怪的想法！後來才知道，原來媽媽在讀小學時，下課跑去盪秋千，正當盪到最高點時，上課鐘聲響了，秋千還是不停的擺，媽媽下也下不來，心中害怕太慢進教室會挨罵，就勇敢的跳下秋千，可惜技術欠佳，反而摔破了皮。唉！原來是這樣的經驗，我瞭解事情的真相以後，每看到秋千就想：秋千若能自由煞車或有什麼技巧讓秋千快快停，那就可以保護小朋友的安全了，這個問題我很想解抉，所以就邀同學一起來研究，並請媽媽指導。