第53屆--民國102年

本實驗藉由製作泡泡氣壓計裝置來測量泡泡的表面張力，並透過最大泡壓法與簡易測量法等其他方式來檢視泡泡氣壓計的功能。並且利用泡泡氣壓計探討溶液濃度對泡泡表面張力的影響，並比較甘油與糖水對泡泡表面張力影響的差異。研究結果發現本實驗裝置對於泡泡表面張力的測試接近其他兩種方式所測得的數據，因此是為一種測量泡泡表面張力的方法。加入甘油與糖水後，均可使泡泡表面張力變大，並且延續泡泡的生命期。

根據第五十一屆科學展覽生物科作品「春眠怖『孑』曉，處處蚊子咬」的研究指出：「300毫升的水中放置4個一元硬幣，會使孑孓無法存活」，是因為「銅離子阻斷孑孓的生長」。許願池裡沒有孑孓，真的是因為「硬幣發揮了防治蚊子幼蟲孳生的作用？」我們嘗試針對孑孓生長環境、一元硬幣釋放銅離子對孑孓的生長阻斷，再進一步研究。研究發現，「在自然環境下銅離子不會對孑孓造成傷害，而是對藻類生長有影響」！放有一元硬幣的水，不易長出絲藻而較為清澈；若以銅片進行測試，也能得到同樣效果。以此證明，水中含一元硬幣釋放出銅離子造成藻類無法生存，孑孓濾食不到食物而餓死；若水域中食物來源充足，則銅離子仍無法阻斷孑孓生長。

本研究緣起於想讓吃全素者也能享受吃起司的美味，接著透過文獻探討，再藉由實驗及操作瞭解酸、乳酸菌、凝固劑、加熱溫度及時間等因素對凝乳現象的影響。最後希望能嘗試自製牛奶起司與豆漿起司。透過一系列的實驗操作，我們瞭解牛奶與豆漿的凝乳的特殊現象，在本研究中牛奶的取得佔去高額的實驗經費而豆漿成本較低卻有更多的凝乳量，由此推論若能研究出最佳的豆漿凝乳配方應具其經濟價值；而且豆漿起司的研發也可以造福吃全素者，讓他們享受起司的美味。

為了讓添加了糖的飲料喝起來更健康，我們藉由實驗更深入的了解糖的糖度、糖的熱量，也了解到甜度是一種感覺，真正與熱量有關的是糖的濃度。我們藉由討論糖度計的原理，嘗試自製了「簡易折光式糖度計」和「旋光儀」，用來檢測糖的濃度，並以燃燒糖的方式，研究糖的熱量釋放，最後比較含糖飲料的糖濃度與熱量的關係。經由實驗發現以自製的簡易折光式糖度計測量可發現糖濃度越高時，光的折射角度越小，而糖的旋光性效果也會與糖濃度有關，飲料中糖的濃度高時通常熱量會高。

「電池」對現代人來說，是不可或缺的日常用品。它讓電可以帶著走，帶給人們用電的方便性。但如果不小心使用和保存，反而會對「電器」造成嚴重的傷害。於是我們決定進行實驗來研究電池：一、探討電池構造和測試電池封裝；二、探討不同電器的電池耗電量；三、探討造成電池漏液原因；四、探討電池漏液位置和預防方法；五、探討廢電池處理方式。研究得知：一、碳鋅電池內容物為酸性，鹼性和充電電池內容物為鹼性；二、時鐘為耗電低，手電筒為耗電高；三、碳鋅電池在高溫環境最易漏液，鹼性電池在新舊混用最易漏液，充電電池未漏液；四、鹼性電池在負極漏液，電器膠帶加金屬片與自製主、被動式電池套筒皆可防止漏液；五、廢電池最好放入塑膠瓶回收。

在課堂中，老師提及黃金比例1:0.618，並說明黃金比例無所不在。這引起了我們的好奇，音樂是否也存在黃金比例? 本組計算熱門歌曲的副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值是否大多遵守黃金比例。也同時計算古典樂的部分，驚喜發現古典音樂的呈式部、發展部、再現部，而「至再現部的小節數」除以「總小節數」竟然也有黃金比例。接著，我們研究了十二平均律的等比關係與樂器中調音所需之頻率(即音高)關係，在其中，我們注意到「新維也納樂派」的十二音列作曲法竟可以以數學矩陣來表示！經由這些發現，我們試著應用在創作曲上，即使不是音樂家，也可以藉數學矩陣變換，大大豐富我們的樂句！原來 : 音樂是感覺中的數學，數學則是推理中的音樂，兩者密不可分！

市面上的膠水加了硼砂水溶液之後，變成彈力球，吸引同學的眼光。究竟硼砂和膠水間，到底產生了什麼變化，這引起我們研究的動機，於是使用膠水和硼砂以及保力龍膠和硼砂，來製作彈力球，並探討不同配方所製造彈力球的彈性。由實驗結果，我們得到： 水黏土依硼砂濃度的不同，或黏著劑的不同，耐震度和彈跳高度也有所差別。當我們在製作產品時，應該考量到對於產品需求的特性，選擇適合的成份來製作。如果要做鼻涕蟲，可以用膠水和硼砂混合；如果要做彈力球，可以用保力龍膠和硼砂混合。另外我們發現保力龍膠和硼砂混合後，產生極大的耐震性，可以做為其他需要耐震產品的參考，如：可以做成耐震的杯套。

你知道嗎?我們隨手畫出的莫利△其實不一定是莫利△本尊而是它的孿生兄弟，眾所周知吾人無法用尺規作圖直接操作莫利三角形，本文使用尺規作圖由內而外揭開了它的面紗，使用尺規作圖畫出所有的莫利直系家族，更進一步的畫出他的孿生兄弟家族。一般的莫利△包含一個內莫利正△、一個外莫利正△及三個旁莫利正△，本文利用尺規作圖又找到了他對應的孿生兄弟內莫利正△、外莫利正△及旁莫利正△。前人亦曾從不同方向間接使用尺規去作圖，但他們只能觀察莫利原生家族，反觀本文指定一正△當內莫利正△，用尺規作圖反向操作出一組原生莫利家族及其對應的另一組孿生家族，過程中利用到的輔助圓具有神奇的功能，它將隱藏一百多年(1899~2013)的"莫利完整家族"發掘出來，這個輔助圓也讓我們了解誰是本尊誰是分身。

我們好奇樺斑蝶幼蟲如何找尋適合結蛹之處，於是我們設計實驗，觀察樺斑蝶幼蟲找尋結蛹位置、前蛹、蛻皮、化蛹到羽化的行為現象，分析結蛹位置後，發覺蛹重與葉柄所產生力矩與物理學的靜力平衡有關連，進而設計實驗與器材測量及驗證。發現結蛹位置葉長與蝶蛹結構符合黃金比例。其次，探索不同結蛹環境對蛹體懸掛的影響、絲座與懸絲器所能負載重量的關係及大氣溼度是否會改變絲座的負重。由結果得知蛹的負重比值、幼蟲選擇結蛹在葉長黃金比例位置、葉片重心±1公分、切角110度和柄角130度產生力矩最大值，促使結蛹葉片易被吹拂搖動而不會和其他葉片有所不同，更對蛹具有穩固、隱蔽的保護意義，令我們讚嘆生物為生存所做的精密計算。

磁鐵與非磁性金屬轉盤因冷次定律產生阻尼效應而產生煞車效果，常常在物理實驗提到。但如何設計一個渦電流煞車器，又好像不是一件簡單的事。因為牽涉到許多變因，如轉盤材質、厚度、磁鐵與轉盤中心距、磁鐵數量、磁鐵與金屬轉盤距離、磁鐵移動速率等。本研究以”實驗驗證法”的方式，企圖為這些變因找到可依循的準則，進而充分掌握設計要點。為了有效率地分析這些變因，我們自行製作了一套「渦電流煞車分析系統」，可減少許多實驗時間並可記錄即時數據。另外，我們也量測渦電流在煞車系統的熱能分怖情形。在分析這些變因後，提出一份實用的設計指南。在最後，藉由控制磁盤的移動速度及與轉盤的距離，來分析渦電流煞車的各種即時「煞車曲線」。