物理科

本研究探討高頻電磁場作用對單元細胞生命體作用的影響與電磁屏蔽環境的保護效能。實驗研究使用酵母菌和雄雞精子，施加 20KHz 至觀察電磁輻射對動物精子和菌類生命活動各有何影響。本實驗比較乾酵母菌粉與潮濕活化酵母菌受電磁作用狀態，以瞭解休眠狀態中的生物體對電磁波有沒有保護作用。進一步使用鐵磁性金屬與非鐵磁性非金屬物質，作成完全密閉及部分遮蔽容器，探討電磁屏蔽環境的保護效能。歸納實驗觀察結果得到：(一)受電磁場作用的潮濕活化酵母菌比沒有受電磁場作用的酵母菌，對葡萄糖溶液的發酵能力明顯減弱。(二)電磁場作用在乾酵母菌粉，對葡萄糖溶液的發酵能力有點變弱，但是並沒有明顯衰竭。(三)施加電磁場的雞精子生命活動力明顯地比沒有施加電磁場者還要弱。(四)施加較高頻率電磁場的雞精子生命活動力比施加較低頻率電磁場者易提早衰竭。於電磁屏蔽環境實驗結果歸納得到：(一)使用鐵磁性金屬完全密閉容器，能有部分電磁防護效能。(二) 鐵磁性金屬之部分遮蔽容器，會有些許電磁保護功能，但是並未十分有效。(三)非鐵磁非金屬之紙黏土物質作成完全密閉及部分遮蔽容器，則幾乎不具有電磁保護作用。上述結果近一步結論：(一)電磁波輻射對動物精子和菌類的生命活動力都有負面影響。(二)休眠狀態中的菌類生物對電磁輻射具有明顯的保護作用。(三)較高頻率的電磁場會對動物精子活動力造成較高的衰竭影響。(四)使用鐵磁性金屬作成完全密閉容器，才能有良好電磁作用防護效能，而作成部分遮蔽容器，則未具有完全保護作用。另外，本實驗還發現，電磁場作用對動物細胞造成生理機能的破壞，是隨著電磁場作用的時間漸漸累積而衰微，並不是突變式的破壞。這告訴我們在使用方便的無線通訊和高速電子運算的時候，除需避免長時間曝受高頻電磁場作用外，應該留意如何有效屏蔽或減少電磁場的作用。

生活中會使用各式各樣不同的黏滯性的液體。黏滯性不同，造成物體掉落時的阻力也不同。本研究利用自製斜坡和自由落體模擬器裝置產生不同的初速，使鋼珠滾入和垂直掉入裝載不同黏滯性液體的量筒中，探究其阻力與黏滯係數變化差異。實驗結果顯示，膠水黏滯性最大，鋼珠進入膠水過程中速度變化量亦最大，而不同溫度的水，對鋼珠在滾動時並無顯著影響，而當鋼珠滾動進入液體中時，帶動不同黏滯性液體運動，使得其阻力產生振盪的有趣現象， 且其黏滯係數在球產生滾動時，呈現震盪變化。而當球自由落下時，球不滾動，黏滯係數將維持較穩定的數值。

本研究旨在研發製作可強化穩定氣流的風洞，以及可有效測量瓶蓋受力狀況和周圍氣流的測試架，並以此進行瓶蓋棒球研究。研究結果發現，長度比為整流段：壓縮段：實驗段=4：9：3的風洞，可明顯穩定和增強氣流。以小風扇結合LM393、Arduino組成的自製風速計可有效測出氣流速度。瓶蓋旋轉對其上升力、向左力及阻力會造成不同程度的影響。瓶蓋轉動方向向上，飛行路徑會向左偏。最後並根據康達效應、馬格努斯效應與實驗結果，推測出瓶蓋以不同旋轉方向及飛行速度所造成的飛行軌跡。

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。

本研究以一微力感測器來量測不同昆蟲振翅時所產生之最大垂直升力值。由於此升力與昆蟲之體重、翅膀展長與面積以及昆蟲之振翅頻率有關，本研究亦運用了因次分析的技巧並藉由昆蟲實驗所得到的數據，推導出統合昆蟲振翅升力與各個相關參數的一個尺度律。此關係式對於了解昆蟲飛行能力與設計微飛行器之飛行性能上具有重大的參考價值。

在建國南北路高架橋的兩旁有一整排的隔音板，另外，在高速公路旁也曾經看見了弧形板狀的束西，我想也是隔音板的一種，但是它們的形狀一點也不相同，也曾經在爸爸的公司看到辦公室的天花板上有許多的圓洞。爸爸說，它具有消音的作用，有許多種不同形式的隔音板或消音板子，到底有什麼不同，我很好奇！所以做了以下的實驗！

目前市面上的店家大多以手提紙袋代替塑膠袋的使用，而手提紙袋的材質、大小、外型有各種不同的樣式。本研究報告針對製作手提袋過程中的各種要素進行討論，找出可能影響手提紙袋使用壽命的因素。並進一步利用生活上垂手可得的的用紙，例如：廣告紙、雜誌、報紙……等等自行製作紙袋，希望能結合環保與創意作出一個超耐用的手提紙袋。

香蕉球是在空中飛行且路徑為弧線形狀的球，因路線似香蕉形狀而得名。本實驗由三位國小四年級熱愛足球的學生共同研究，找出踢出香蕉球的方法： 1. 踢出香蕉球的秘訣主要在於球的旋轉。香蕉球受馬格努斯效應影響，球旋轉越快，飛行 弧線會越明顯。 2. 擊球點離球心越近，轉速越小，球速越大；離球心越遠，轉速越大，球速越小。 3. 球速、轉速會影響球飛行軌跡。轉速越大，水平偏移距離越大。球速越小，偏移越厲害。 4. 擊球點與旋轉方向影響飛行的偏移方向。想讓球向左偏，就踢球心偏右下的位置；想讓球向右偏，就踢球心偏左下的位置。 5. 擊球點選擇球心偏右下，讓腳踝成L型、用腳內側摩擦球的邊緣，加強逆時針的旋轉力道，並適當揮動手臂，加強射門力量。

八八風災造成傷亡無數，幾條重要對外聯絡橋樑斷裂，交通中斷，影響人民生活。本實驗利用油土塑造各種形狀模型模擬橋墩，並觀察橋墩迎水斷面受力大小，橋墩迎水面淘空和左右淘空，以及橋墩背水面流水沖刷的情況。從橋墩穩定度方面得知，河床枯水期期間，橋墩迎水面為方形較容易受水衝擊而搖動，而橋墩迎水面非方形則有較佳的穩定性；豐水期期間，橋墩為正圓及梭形的受水衝擊後仍能穩定，尤其梭形在大水衝擊下仍能穩健的佇立；另外在橋墩淘空方面，迎水面具流線弧度可有效減緩淘空情況，其中圓形與梭形淘空面積最小，可有效減低橋斷裂的危機，背水面河道沖刷方面得知，導流板為尖角形狀者具良好導引水流的效果，而圓弧則有集中水流的作用。

在聲音與樂器單元中，老師播放亥姆霍茲旋轉木馬轉動的影片，引起我們的好奇心，因此我們對於影響亥姆霍茲木馬轉動的因素進行研究，實驗發現： 1.當聲音的頻率越接近腔體頻率，與腔體共振時，會產生往瓶底方向的推力；聲音響度越大，此推力越大，轉速則越快。 2.腔體容量越小或瓶口面積越大時，推力越大、轉速越快；改變腔體內氣體發現，共振時因氣體逸出腔體的速度不同，而影響腔體的轉動。 3.腔體與轉軸的距離越近或旋轉裝置越輕時，轉動慣量變小，而使轉速變快；其中推力大的沙士瓶搭配更輕的旋轉裝置，轉速可高達112圈/分。 最後我們發現磨砂機的噪音也能讓同頻率的腔體轉動，但推力比單一同頻率小，可見音色也會影響腔體的轉動。