物理科

國小小朋友大多數喜歡棒球運動，且常問：全壘打是否真的可遇不可求？棒球專家也強調，唯有不斷的練習才可提高命中率。練習的內容如：在18.44m捕、投手之間以0.4~0.5 秒不同球路的球速做眼明手快的反應；以強勁的力最和棒的擺動中心去擊打球面中心，使球成 45o角飛出。以上若由教練來現身說法、表演，也不一定能隨心所欲的正確揮棒，擊出理想的球。再者，隨科技的進步，人類的體能可藉機械、器材、藥物或模擬情境來突破生理極限。囚此本研究先探討投球與擊球的理論，並提出六項假設；再根據理論設計製做「棒球擊球實驗器」，從事五種實驗，讓小朋友明瞭：「怎樣打，棒球才會飛得遠？」

針對乒乓球凹陷後，放入熱水中可以恢復圓球面的現象，不論是課堂、書本，或是網路上的資料，都將原因歸咎於氣體的熱脹冷縮效應，似乎都忽略了乒乓球殼本身的受熱效應。我們因此設計了四個實驗，希望透過實驗結果的分析能夠確實了解乒乓球凹陷後能夠復原的原因。我們測量了（一）乒乓球在不同水溫下，可復原的最大凹陷深度與水溫的關係，（二）水溫與乒乓球內氣體壓力的關係，（三）純粹氣體壓力作用下，凹陷乒乓球的復原結果，（四）無氣體壓力作用時，純粹乒乓球殼受熱的效果。實驗結果說明，乒乓球受熱增加的氣體壓力遠低於足夠使凹陷球殼復原的壓力，因此簡單以氣體熱脹冷縮效應解釋凹陷乒乓球殼復原的說法並沒有完整呈現背後的物理原因。

本文藉由研究LED的光學性質：發光光譜、吸收光譜、吸收光的電流電壓曲線；並測量由LED吸收可見光時的內部等效電阻，藉以評估LED作為太陽能電池的實用性。研究結果顯示LED在太陽能電池等效電路模型中的相關參數(填充因子，串聯電阻，分路電阻)，均能有效地將光能轉換成電能。接著利用下列方法：①加裝Fresnel透鏡聚光、②設計LED陣列的電路、③設計電能輸出入的轉換電路等方法，製作出利用LED在白天將光能轉成電能，在晚上將電能轉換成光能，而不需要另外輸入電能的self-powered LED lamp。

許多人都看過園遊會上的乾冰汽水，將乾冰投入汽水中會產生大量的白煙，投入水中也可以看到相同的情形，對於此一現象，科學的解釋是乾冰昇華吸熱，促使水蒸氣凝結產生白煙，然而在本研究的實驗中發現並非如此，本研究以實驗的觀察對科學家的解釋提出反駁，並提出充足的證據以供佐證。

從雙眼立體視覺檢查圖操作中，將發現問題分為影像位置、大小及顏色兩類。在影像位置、大小中，邊緣差異量對影像位置、大小皆有影響，眼睛到螢幕距離值會影響影像位置，但影像大小不變。物體大小不會影響影像位置，但影像大小會有等比率縮小。結合GeoGebra所建立操作模型，經由兩個面向的實測值及理論值比較，發現使用操作模型來預測立體影像的位置及大小是可行的。色光通過濾鏡時，照度值具有獨立性和累加性的趨勢。從彩虹顏色和3D影像顏色比較，發現3D顏色合成的模式不完全是加光原則或減光原則。運用研究成果解釋問題，都可以充分說明及回答，表示目前實驗成果能說明3D立體影像的形成原理。掌握3D立體影像的形成原理即可製作出3D立體特效。

?音器是一般電吉他重要的?件，它?用弦在其上方振動，而產生微?的信號給?叭，產生電吉他獨特的聲音。首先，我們製作簡?的單弦?器?模擬電吉他，接著著手研究把有可能影響電吉他發出信號頻?（音調）、振幅（音?）的變因一一找出各變因中對電吉他最有?的?態，做一把單弦簡?電吉他。

我們的研究在探討噪音對生物的影響。由於學校位於「水滴機場」飛機航到正下方，飛機噪音干擾我們學習的環境。今年三月「水滴機場」遷走了，我們依據飛機停飛前、後設計三個階段的實驗，分別探討：（一）不同享度的飛機噪音對老鼠生長的影響。（二）飛機停飛前、後對老鼠生長的影響。（三）在相同響度下，不同音色的聲音對老鼠生長的影響。我們的研究法是「定量」、「定性」並重，經過文獻探討、實驗設計和資料處理，我們得到以下結論：（一）飛機噪音對確實會影響動物的身體健康。（二）水滴機場的遷移對我們的學校具有重大意義。（三）噪音的響度和音色都是影響環境生活品質的因素。（四）研究中應遵循「實驗動物」的倫理規範。

三年級上學期，自然與生活科技上過磁力這個單元。不管它的體積很大或是很小，每一塊磁鐵都會有兩個磁極，一個是N極，另一個是S極。磁極上有磁力線，磁力線都是由N極出發，穿透大部分物質、空間，經S極回到磁鐵，形成一個封閉的磁力線。當鐵質物品經過磁鐵的封閉磁力線時，會被磁力線所吸引，因磁極的磁力線最多，磁力最強，所以鐵質物品常常被磁極吸住。磁鐵的N極和S極有另一種特性為同極相斥、異極相吸，人類利用這個特性製造出馬達，為人類的文明和幸福，日以繼夜不眠不休的努力工作。更利用這個特性製造出磁浮列車，快速、節能、無噪音，磁力真厲害、真有趣。

一、研究動機與目的：彩虹是因為陽光通過水滴後產生色散的結果。但書上都說，彩虹的紅光與太陽光的張角是42°，而紫光的張角40°，為什麼偏偏是這樣的角度呢？一定是這樣嗎？基於這樣的疑問下，於是我著手開始研究彩虹。二、研究過程：1.以塑膠圓筒裝水模擬水珠，觀察它對入射光的偏折程度。2.由折射定律、反射定律推導水珠中光的路徑及射出光的偏向角。3.測量光線經界面反射時的反射率、透射率。4.推導光線由不同路徑進入水珠，射出光線的照度變化。5.綜合幾何因素、反射率因素，以Excel 軟體統計「照度相對於光的反射張角」的關係函數。三、研究結果與結論：1.均勻照射在水珠上的平行光線，不會以單一方向反射。2.由於水珠的球形的幾何因素，照射在水珠邊緣部份的光線會有會聚作用，反射後集中在特定角度，如二折射一反射回來時，聚集在42.5°，也是最大的張角。如二折射二反射回來時，聚集在50°，也是最小的張角。3.光線以不同的角度射入水面、射出水面時，反射率與透射率都不同；以此經驗式計算射入水珠中的光線反射在各種角度光的照度，經二次折射一次反射的最大照度集中在張角42.5°處，經二次折射二次反射的最大照度集中在張角50°處。4.由以上兩個因素可知，兩個方位的反射光比起其他方位，光線照度大得很多，因此只在這兩個方位可以看到彩虹了。5.張角42°～50°間，除了水珠表面直接反射外，似乎水珠並未返回任何的光線，因此判斷這個方位應該是個亮度很小的『黑』區。

本實驗在家裡的冰箱冷凍庫進行，以電子式溫度計紀錄水過冷的現象及結冰瞬間放熱使溫度竄升的現象。研究的第一階段在尋找影響過冷效果的變因。第二階段挑戰最低溫。第三階段在尋找觸發結冰的方法，希望能提供人造雨更環保有效的方法，同時也希望研究結果能作為國中理化的參考資料。過冷現象並不穩定，我們在各種因素中摸索，以很多的數據來作為統計上的比較，在掌握到接觸面性質、水質、水量及形狀等重要因素之後，我們測得過冷水的溫度一次一次地創新低，曾經測到-20.3℃的水，成功率也提升到 90%以上。探討觸發結冰的方法中，原本期望能「喊水結凍」但是失敗了，但在電火花及化學藥品的觸發方面我們卻有非常重大發現。