物理科

本研究源於自然課時，老師拿出一根管子，加熱過後管子發出像大船發動時的嗚～嗚～鳴聲。向老師借了那根神奇的管子，發現管子中有一面鐵絲網，自此引發一連串的探究實驗。研究結果發現：一、加熱時間越長，管子產生聲音越短二、管子越粗聲音越大，管子越細聲音越小。管子越粗，頻率越小；管子越細，頻率越高。管子越粗振幅越大，管子越細振幅越小。三、較長的白鐵管發出的聲音大，聲音較長(持續較久)。四、不同材質加熱後，聲音大小、頻率與持續時間大致相同。五、白鐵管和鋁管，隨著網子位置距離開口越遠，所產生之頻率越小、振幅越大。六、用酒精燈加熱管子產生的聲音比放入液態氮較大聲，但，放入液態氮管子產生的聲音較持久。

從小朋友愛吹肥皂水溶液泡泡來比賽誰吹的泡泡大，誰吹的泡泡久。其實吹出的泡泡是因為肥皂水的表面張力大小，使泡泡有大有小。除了吹泡泡可以比較液體的表面張力外，利用鋁環來拉高液體泡泡的高度，也是比較表面張力的方式，在研究中我做到了，很精準。 利用滴管吸取水溶液，在滴到1mL的量筒中，比比看，哪一種水溶液滴滿1mL量筒的滴數最多，滴數越多液體，表面張力越小。利用試管測量水滿時，再滴入水凸出的液高，也可以表現出表面張力，液面高度越大，表面張力越大，這種方法容易造成誤差。 我們利用連通管原理來測試試管或滴管的液高，比較表面張力的大小，再利用紅點瞄準鏡和實體顯微鏡來觀測就更準確了。

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。

泡鹽水時用括勺攪拌，停止攪拌後發現整杯「霧茫茫的鹽水由下而上漸澄清，由上方看，鹽水會分三層，最外層為一白霧狀、中間澄清，而最內層又為白色《如右圖 》 ，究竟攪拌有何魔力，使鹽水有這樣的現象呢？

一個又一個的煙圈從老爸的口中神奇般的出現，上升一段距離後，漸漸消失。令我好不羨慕！ 一個又一個的煙圈從老爸那破舊的機車排煙管中，冒出後消失。真讓人驚訝！ 由於好奇心的驅使，終想一探究竟，先前在南區科展中，就以煙圈的題目榮獲佳作。在評審教授的建議及參考文獻下，於是決定將流場作改變，由原來氣體改為液體。並旦將定性的描述改由定量的探討及控制各種控制變因。

我們營造出聲音繞射的環境後，利用「gold wave 聲音編輯軟體」放音、錄音及頻譜分析的功能，測得聲音經狹縫繞射後的不同偵測位置的聲音響度，再將聲音響度轉換成聲音強度之後，使得聲音具體化，再進一步探討聲音頻率、狹縫寬、狹縫形狀、測點與狹縫距離等因素與聲音繞射的關係。從實驗中，我們得到聲音和光都具有類似的繞射情形，即光的繞射理論可運用在聲音上，並證明出聲音的繞射隨上段所述各項變因改變而改變。

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。

這是一個關於水蒸氣凝結為水珠的基礎實驗，主要是將實驗範圍內不同溫度的水蒸氣導引到顯微鏡的載玻片上，觀察冷凝的過程並計算凝結水珠的成長速率。一、在長達一年的實驗期間，有三項最重要的發現：（一） 在實驗範圍內，不同溫度的水蒸氣，經過相同的實驗條件及實驗路徑，到達凝結表面時，其最初始的凝結水珠尺寸相同。（二） 冷凝水珠的結構：最初始的極細微水珠堆 疊合 併凝 結 水 珠（三） 凝結水珠散佈原則：1、接受對流影響 2、尋找溫度較低的地方 3、均勻散佈二、實驗的主體是深入冷凝水珠的結構及計算冷凝水珠成長速率由於實驗次數很多，累積了相當數量的圖片，對於凝結水珠的成長趨勢及尺寸的估算，幫助很多。在採集資料時，每張有效圖片均選取 15 個珠粒，追蹤成長過程，所有的計算是以平均值呈現。三、實驗範圍：（一）為了安全，水蒸氣最高溫度 60 度。（二）這次實驗是以載玻片作為冷凝表面，暫不討論其他表面（三）討論凝結水珠的生長速率，不討論它的形狀（四）實驗中載玻片維持室溫（五）實驗主要討論水蒸氣溫度，暫不討論水蒸氣的速度（六）顯微鏡以 10 ×10 鏡頭為主（放大 100 倍）四、 由於凝結水珠會尋找溫度較低的地方，自然天成且為數眾多，應可以多加利用；再者，充分掌握凝結水珠的生長速率，對改善生活環境應有助益。

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。

排水的快慢與那些因素有關？如何才能加快排水的速度？我們設計製作一套排水實驗裝置，以Arduino超音波測距模組搭配電腦進行測量與自動記錄，並用3D列機設計製作不同的落水頭形式，同時考慮可能影響排水的因素，進行相關的研究實驗，結果發現排水速度較快的條件如下：一、圓形孔的排水口。二、直徑較大的排水口。三、排水口下方的排水管較短。四、落水頭的傾斜角較大。五、排水口下方的排水管無積水最快，其次積水高度較低者。最後為了避免漩渦加快排水速度，我們設計製作排水口上方加蓋與側邊加圓柱間隔欄柵的落水頭，經實驗結果證明，的確能達到排好排滿的滿管排水，加速20%的排水效果，並實際應用於學校的露台，為學校的排水系統增加一道加速裝置。