物理科

本實驗利用音效處理軟體混合各頻率sin波，作為強迫共振系統聲源，測出容器的共振頻率，發現圓柱形的窄頸容器具有一系列泛音，但其中的基音頻率變化卻符合赫爾姆霍茲共振子的理論趨勢，顯示系統的共振同時具有駐波及共振子的性質。進一步測量瓶內各點的振幅發現其聲波共振的方式與共振子有相當的共通性，卻也有駐波的存在。

有一天，鹿耳門天后宮在舉行廟會，展示了一些童玩，其中也有老師指導我們製作過的好玩童玩。有一件是爸爸童年的玩意，那個玩具是用古錢和竹筷做成的，利用棉線做動力，我很喜歡，就利用課餘時間找幾位同學一起來玩，也玩出了一些科學的方法。

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。

我們在學校裡時常看到樹葉翻翻滾滾的飄落，有的急速旋轉，有的前後擺動，飄落型態截然不同，為什麼會有這麼多變化呢？大家都很好奇，因此我們組隊、設計實驗並進行研究。

隨著科技的進步，燈源的設計與發明也日新月異，但研究者發現，在太陽光底下及室內日光燈下拍出來的照片，「顏色的感覺」有些不同，因而展開燈源對色彩之影響的研究。研究觀察發現，物體經由各式各樣不同的燈源照射，而反射出來的顏色不一定是其原來真正的色彩，由於人類的視覺有適應能力，無法精準判別色彩的些微差異，所以本實驗利用數位相機（FUJIFILM S3 PRO 單眼數位相機）替代肉眼來分辨不同光源對色彩的影響，於改變光源照度大小或光源顏色或光源色溫來比較其演色性之差異，最後發現各種光源的色溫不同將造成物體反射光線之顏色演色性的差異。

從不同旋球撞擊球桌的聲音會有差異，利用發球機進行桌球選手的實測，發現選手分辨不同旋球之撞擊聲與年齡及練習時數有關。 我們將錄製的撞擊聲經過Godewave及Origin進行頻譜分析，發現球桌振動的基頻有133Hz、153Hz、180 Hz、200 Hz，並判斷音色及音高略有不同。 我們試著找影響球桌基頻振幅組成的原因，測量了不同的球速、飛行距離及球桌角度的撞擊聲，發現正向力不同及撞擊位置不同，也會影響球桌基頻的驅動，但發現並無絕對關係。最後量測球桌邊長，利用公式v = f×λ代入計算，發現基頻與球桌特徵長度相符，並且推論旋轉方向與特徵長度方向為平行，可得之兩者有顯著關係。

本研究主要探討為何『旋風霹靂環』能一直旋轉的原因，我們仔細觀察旋風霹靂環的構造，發現由六個小環與一個大環所組成。研究中我們設計「小環發射器」來控制好實驗力道，利用紙粘土來「自製小環」來控制好實驗變因，使用自製測圈法來測量「旋轉圈數」，製作「木棍測摩擦力實驗儀」來測量小環內圈的摩擦力。實驗結果中我們發現重力、摩擦力與力矩是影響小環旋轉的主因。而造成小環旋轉快慢的因素有：小環的（內徑大小、內徑材質、重量）與大環的（材質、粗細）。影響小環下降速度的因素有：小環的（內徑大小、內徑材質、重量、形狀）與大環的（傾斜程度、材質、粗細）。

國中理化第一冊第三章「聲音」中提到聲音的產生之影響變因以及共鳴的原理，其中對於裝水的玻璃管吹氣發出的聲音的高低與水量的多寡似乎是存在著水裝得越多聲音越高的關係。如此結果引起我們的興趣，進而對這些現象加以研究與探討。課程中提到聲音的音調與聲波的頻率有關，使我們想嘗試以較常見的音樂調音器來測量聲音的頻率。

本研究探討非牛頓流體在簡諧運動下的跳躍現象，以玉米粉水溶液進行實驗。我們依序探討何種裝置能使流體跳躍、跳躍成因、影響流體跳躍的變因及如何應用理論解釋非牛頓流體的跳躍。研究結果發現，非牛頓流體跳躍是由於流體間產生垂直的剪力，而振動頻率、訊號產生器訊號振幅、流體深度等皆會影響其跳躍。我們以簡諧運動之理論解釋非牛頓流體的跳躍。在量化的實驗中，我們觀察到流體跳躍自至高點下降時為自由落體運動、流體跳躍明顯時與做規律激振的波形之相位差約為90度、共振頻率與流體深度平方根成反比，並發現這些觀察符合相關理論。

天氣寒玲時，我們常把冷冰冰的一雙手來回摩擦，慢慢的雙手就暖和起來，如果我們拿鋸子鋸木板或用鑽子在木頭上鑽洞，然後觸摸鋸齒、鑽頭時，會覺得熱熱的，有些地方還很燙呢！ 因此我們知道摩擦會生熱，可是摩擦所生的熱究竟有多少？要怎樣來測量呢？這些問題在我們的腦海裡盤旋了很久，終於在老師的指導下和同學一起開始研究。