物理科

打開水龍頭，水鉛直落到正下方的水平板時形成圓形水躍。我們實驗研究\r 20

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。

此報告是利用蒙地卡羅法模擬光子在組織內的行徑軌跡，並且依照生物組織成分的光學特性，了解頻譜變化。以皮膚組織為例，可分為表皮與基質，依照其成分巨觀量測到的光學參數(如：折射率、吸收、散射及非均向係數)，調整光子微觀的位置、方向和能量，藉此累加統計光子的反射、吸收及穿透狀況，解釋組織光學所觀察到光子走越深穿越遠的現象，與對應生理的巨觀的反射光譜變化。模擬數據中可看出波長越長對於病變組織反射率的變化越為敏感，可對應其提供的結果；並且我們延伸探討在紅外光的結果，此範圍的光微生物窗，其穿透深度較深，可以增加應用範圍。

在一次校內科學研習中，欣賞了去年學長的科展作品，其中一件做重力加速度的測量法，用二條線把鐵球和複擺連接，再用磁鐵吸住一塊軟鐵，上下把二條線壓住，關掉電磁鐵電源開關，使鐵球和複擺同時動作，因"有線"故，在操作過程中，發現諸多缺失，我們如果能無線，不知有多好，因此我們再努力研究，精益求精，並應用其原理在其他相關的測量上，於是我們便做了下面系列的研究。

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？

我們喜歡到校園中的大榕樹下玩，奇怪！地面上有許多小圓圈的光，這些小圓圈是哪個兒來的呢？我們想：小圓圈一定和陽光、細縫有關係。

研究、探討吸管填塞物、吸管軟硬度、吸管容積、黏土材質、黏土填塞吸管方式，以及整體排笛製作方式等各項變因，對自製吸管排笛所發出的響度以及音階的影響，嘗試尋祕以較快速、較精準的方式，製作出屬於自己的自製樂器 – 吸管排笛。

表面張力的研究已經有相當的歷史，並且對單一物質表面張力的產生機制也有完整的解釋與模型，但是關於兩種不同的液體混合時表面張力的小變化是何種函數關係，一般書上卻不見討論。我們試著將高二物理教材中的表面張力擴展到這個主題上，研究水與酒精不同混合比例所導致表面張力大小變化的關係，並且試著藉由將單一物質表面張力的理論模型解釋方式予以修改，看看是否能適用在兩物質混合的現象中。在本實驗中我們發現，表面張力的變化與混合的比例並非線性關係。而我們所提出的修正模型也能和實驗結果吻合。

利用自製的等臂天平進行各液體表面張力的測定，再使用固定大小的紙張浸泡在以測定之液體中，用強光、陰乾、晒乾、書本吸乾…，使液體蒸發，再使用複式顯微鏡利用焦距的變化，來測定固定長度單位中紙張的形變程度大小，並且比較表面張力與紙張形變程度的相關性。

有一天，看見老師的兩歲大兒子在玩扭扭車，扭扭車結構簡單無須電力、馬達，即可前進、後退、原地轉彎，是很普通的玩具。後來發現兩歲大的幼兒用小小的力量，可以搭載65 ㎏的老師，不斷扭來扭去做「之」字型的前進，真是太神奇了！使我們想了解：扭扭車的前進（後退）原理（Fig.01）。