物理科

有一天，家中廚房水槽被菜渣堵住，我用筷子挖了很久，突然間，水開始流動，接著出現旋渦，瞬間就排光了。我用橡皮塞輕輕堵住排水口，再放滿水，小心移去塞子，水慢慢流走到剩約三分之一左右，又出現旋渦而迅速流完，且旋轉方向為逆時針，重複幾次情形都相同；水漕很光滑而且也不是圓形的，為什麼會產生旋渦呢？廁所內的抽水馬桶也有同樣的現象。理化老師告訴我們，他在澳洲曾經觀察到水槽排水為順時針方向，因為澳洲位於南半球。是什麼原因造成這種結果呢？和地球上不同半球位置又有何關係呢？

自然界充滿著許多美妙現象，大部分都有漂亮的幾何圖形。在重力場中，物體劃過巧妙的拋物線:行星軌道的圓錐曲線...等。這其中有數學，更有迷人的物理性質，於是我們就進行了實驗與研究。

磁鐵的磁力現象與電磁關係，對於身為國小學童的我們而言，是看似具體卻是抽象的現象，因此當同學生有此疑問時，我們便藉此機會來深入探討研究。在翻閱相關的資料、深入思考與設計實驗後，我們發現了：（1）磁鐵不是只會吸引鐵製品、（2）磁鐵的吸力不受時間和吸引物多寡的影響、（3）磁鐵的吸力各個部位有差異、（4）鐵針與磁鐵摩擦或接觸越久吸力越強、（5）可藉由指南針來顯示磁力線的方向、（6）燒烤和敲打磁鐵都會使其磁力減弱、（7）磁鐵的隔空吸力不受中間物質的影響、（8）磁鐵的大小與吸力大小並無直接相關、（9）折斷的磁鐵其磁極互補且磁力消弱、（10）可以散置的磁鐵模擬鐵製品的無磁性現象、（11）磁鐵的磁性永久與否與金屬材質有關、（12）增加電力或線圈個數都可增加電磁鐵的吸力、（13）增加電力或線圈個數不影響永久磁鐵的磁力、（14）感應電流會受磁鐵棒的磁力大小和插入方向的影響、（15）與磁鐵相吸的乾電池其電力會減弱…等。經由這 20 幾項的實驗，讓我們深入而具體地了解磁力現象與電磁間的關係。

在上“專題研究”的課程上，老師介紹 “透明”的物理意義時，談到這和物質間的折射率差額有關。而在高三光學課本中，也提及 “色散”的作用是因為折射率和波長有關（ Cauchy Eq , n ( λ ) = A ＋B/λ2＋C/λ4）一般我們在學校利用折射原理（ Snell ' s law ）所求得的折射率都很不精密，也無法適切的描述 Cauchy Eq 。所以我們連想到將穿透率和折射率之間做一安排，使能利用穿透率的關係很精確的求出物質的 Cauchy Eq 。

記得國中理化與高一基礎理化在做此實驗時，僅以手來控制其磁鐵插入的速度，現今設計電風扇捲軸的轉速大小來當作控制的速度，並進一步探討線圈匝數，線圈截面半徑的大小及線圈材料對其感應電流與感應電動勢的影響。

我們嘗試製作穩定電場，以電源供應器對靜電棒供電，並連接靜電環、鐵球來產生穩定電場，以此裝置觀察水滴在電場下的裂解與運動軌跡；實驗結果顯示：一、經過靜電環的裂解水滴，其帶電量與質量之比值與水滴半徑－2次方成正相關。二、靜電鐵球周圍的裂解水滴，帶電量與表面積成正比，表面電荷密度應為定值。三、液滴的表面張力會影響液滴體積大小，但不影響其表面電荷密度。四、體積愈小的水滴，受靜電力的影響會比重力更明顯。

將水晶寶寶放置於加熱板，會不斷跳動並發出高頻聲音。本研究透過錄音及錄影進行分析，探討其跳動的原理及特性。研究發現：水晶寶寶於加熱板溫度80°C開始出現穩定跳動，並發出高頻聲音。溫度越高，跳動高度越低且聲音頻率越高。並發現水晶寶寶為符合虎克定律之彈性固體，其聲音頻率與√k成正比，符合簡諧運動的型式。進行動力學分析發現，水晶寶寶於加熱板撞擊之恢復係數穩定於1附近震盪，且發現水晶寶寶撞擊加熱板時會噴發氣體。我們嘗試於加熱板上方放置壓電晶片進行撞擊，發現溫度越高，產生電壓越高，可透過碰撞實現能量轉換。最後結合聲音及動力學分析，提出物理模型針對觀測之現象進行解釋，論證此現象屬於高含水彈性固體的Leidenfrost效應。

正是個又冷又濕的冬季，冷風颼颼、細雨綿綿、路上濕瘩瘩，睡眼似未醒，擔任這星期本校交通服務隊隊長真衰。哨子拼命吹有些車輛就是煞不住也許路太潮濕，也許校旁高架橋斜坡太大駕駛車速太快，也許重貨車為何要載那麼重，也許是路面太滑，太多的也許使得本校交通服務隊服務擔重又危險。本班服務隊集中腦力如何解決，於是產生研究動機。我們在上自然課第八單元 『 四輪車與小山坡』中得知物體重量體積、斜度、速度、對衝撞力與煞車的影響，但我們擔任交通服務隊經驗上告知我們不只課本這些，還有一些變因可導致更大交通事故，我們要深入研究才能解決本校交通安全問題。終於我們在老師指導下研究 『 行車安全的變因』。

你曾聽過敲擊裝有不等量水的玻璃杯所譜出的美妙樂曲嗎?相信大家都已經知道,那是利用空氣柱高低的不同,進而發出不同音高的聲音.你是否想過:用一樣多的溶液,也能敲出不同的音高,這是不是又更加神奇了呢? 讓我們一起動手來變聲音魔術吧!!

科學教育館發行的科學研習月刊一直是我們圖書館時間最搶手的課外讀物，其中有一期介紹到光疊效應，我們立刻被那些變化萬千的圖案所吸引住，我們嘗試著用筆和尺簡簡單單的模擬，但是模擬的不像，正巧被老師看到我們歪曲扭八的圖案，老師建議我們，他可以使用幻燈片和影印機以及電腦構圖來模擬光疊效應，但是只有模擬光疊效應似乎對應用方面沒有什麼貢獻，於是我們興起了一個念頭，我們想利用投影機來證明其它有關於光的科學概念，以下是我們所提出的整個實驗過程和探討，希望能找出更便利而又吸引人的光學實驗。