物理科

音叉的振動或敲鼓時鼓皮的振動，雖然可以感覺得到，但是他振動的時間太短且振動的速度太快，觀察他總讓人感覺不夠明確。本研究是透過各種方法要創造出一個可以量化、可以明確顯示振動大小的儀器，並以此儀器做振動擴散的研究。

本實驗是探討振動方式、振動的頻率、大小顆粒的直徑比、不同材質大顆粒、不同直徑的背景顆粒等對大顆粒被推到表面的時間的影響。實驗結果顯示：垂直振動時，大顆粒與背景顆粒之直徑比愈大，大顆粒上升所需時間愈短；而水平振動時則與垂直振動之發現相反。垂直振動時，不論在固定頻率或變動頻率情況下，大小顆粒的直徑比愈大（ξ 愈大），大顆粒露出表面的時間愈短。當ξ 從3 增至3.5 時，大顆粒露出表面的時間變化最明顯。而大顆粒的密度愈大，露出表面所需的時間愈長。背景顆粒愈小，大顆粒上升至表面的時間愈短。

在理化第一冊中曾經探討大氣壓力，我們開始對這環繞在地球外圍的大氣感到好奇，而在托里切利的實驗中 76㎝ 水銀柱，相當於 10㎝ 水柱高，對我們而言極為抽象，加上汞蒸氣有毒，所以我們從未做過此實驗，所以想利用這次科學展覽的機會，看看是否能避開汞蒸氣的毒性，又能安全操作之實驗方法來測量大氣壓力的大小。

這是一個光與色的研究。首先我們經過一番討論與改進決定出簡單方便的實驗紀錄方法，接下來進行實驗探討色彩和色光混合出現的種種變化，實驗中發現玻璃紙色光會覆蓋掉相同顏色或較淺顏色的色料。最重要的，我們還利用這樣的發現來創造發明有趣的小玩藝兒。除了做科學實驗之外，更發揮創意與聯想，動手做了一些有意思的小作品，像是我的點點會說話、變色電視機、魔力故事書、大家猜謎語、魔幻迷宮、部首辨識機等等。

我們看到網路影片，一位工程師製作了流體化床浴缸，人埋在沙中玩沙像玩水一樣！影片中透過空氣就能產生固液態轉換的模式引起我們的興趣，讓我們想自己製作流體化床沙箱。首先我們以電動鼓風機替代影片中的高壓氮氣瓶，並找到連接電動鼓風機和PVC水管的方法，製作出水管流體化床沙箱，並研究影響沙箱噴沙的各種變因與水管鑽孔的最佳方式。 我們察覺「表面產生越多沙泡」，流體化效果越好！也研發出流體化效果更佳的製作方法「氣泡石流體化床」，也就是利用透氣陶瓷氣泡石當作隔層，下方保留氣室，讓空氣切割更細、噴氣更均勻。同時歸納出流體化床四種特色：流體化、減少摩擦力、改變沙體密度、固液體轉換，根據特色想出許多應用於生活中的點子。

陳羚怡的叔叔送他一個神奇的禮物，他帶到學校來，每一位同學對這黑盒子都感到好奇，您看，這個黑盒子的外表方方正正的，黑色的外衣，顯得高貴大方，盒子的頂端有一長孔，投下十元，從正面玻璃往裡面看，看不到錢幣，只看到一個懸掛在空中的物體，為什麼不會掉下來？它是真實的物體，還是虛幻的海市蜃樓，大家都想揭開這個黑盒子神祕的面紗，於是著手研究。

本實驗是將鋼珠在木板製成的彈珠臺中滑落之情形，模擬電子在導線中的運動，並探討電子與導線中原子碰撞時所產生的電阻受哪些因素影響。首先我們改變木板的長度、寬度及鐵釘的疏密度，讓大量的鋼珠從木板上滑落，實驗結果顯示：(一)木板長度愈長，阻力愈大；(二)木板寬度愈寬，阻力愈小；(三)鐵釘愈密，阻力愈大。接著，我們再以相同的木板，讓鋼珠從不同的高度滑落，實驗結果顯示：(四)高度愈大單位時間內通過終點的鋼珠愈多，即流量愈大。整個模擬過程，是希望以較具體的實物更清楚、更明白地感受到「歐姆世界」的神奇！

有一天，洗手台的水管阻塞了，楊伯伯拿一枝帶管的吸盤，在管口一上一下的吸著，當吸盤往上提的時候，只見管口的水往上冒，真奇妙，這到底是什麼力量？我們去請教老師。老師說這是應用空氣壓力原理做成的工具，我們很好奇，也很納悶：一個小小的吸盤，加上少量的空氣進出，怎麼可能產生這麼大的力量？一直到了看同學玩射箭，當我替同學從玻璃上取下帶吸盤的箭的那一刻，忽然感受到吸盤的確有一股不可忽視的吸力。但是為什麼擠掉一點點的空氣，就會有這麼大的變化，這就是我們要探討的問題。因此我們邀了幾位同學，在老師的輔導下，作了一連串的「玩一玩空氣」 的實驗。

黃杞翅果依左翅、中翅、右翅的比例分為四型。垂直方向的飛行模式可分為自由落體期，減速期和緩飛期，翅果先快速落下，接著翻轉減速並開始轉動，轉動後以接近等速的狀態落下。水平方向的飛行模式則以種子為中心轉動，翅果的角速度先增加，再減速下降，進入穩定狀態，以接近等角速度轉動。不同類型的翅果飛行模式略有差異，第一型(標準型)的翅果，飛行模式最為穩定，落下的速度小且飛行時間長，緩飛的效果最好。第二、三型左右翅長差異大，則飛行不穩，落下速度大而飛行時間短，第四型三翅近等長，最易轉動但飛行模式也較不穩定，落下速度比第一型大而飛行時間短。黃杞翅果的飄移距離小，並可承載6倍種子的重量，可作為空投飛行器的參考。

提高水溶液導電實驗成功率，先要選對電極棒的材質。生活中導電最佳的是銅線，但在水中易產生銅綠影響結果，且耗材大，我們建議以鋼釘取代。其次，影響導電的關鍵是電極棒與水的接觸面積。二支電極棒最佳距離是1公分、插入水溶液深度5公分為最佳，電極棒直徑越大，與水的接觸面積越多，導電性亦越佳。水溶液容積多寡影響並不大。自然實作中要驗證水溶液是否具有導電性，我們建議採用高亮度LED取代三用電錶，連接方式較簡便、價格低、效果佳，即使是導電性不佳的蒸餾水，亦可檢測導電性。我們將實驗結果設計成一支導電檢測筆，針對傳統電解實驗的缺點，製作出改良式的檢測筆，在操作上更方便、精確，方便老師與同學判別水溶液具導電性的最佳教具。