第53屆--民國102年

我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋動力螺旋槳船在水面航行距離的因素為何？瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時改變螺旋槳的位置、船身重心、不同樣式與大小的螺旋槳、船型樣式的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力船的行進距離等因素，並針對改變螺旋槳吃水深度的不同、船身的形狀對行進距離影響進行實驗與探討，來驗證我們的想法，藉此充份掌控一些符合節能的動力船艇技巧，並加以利用與了解。

我們在亞卓市上找到了一個可以練習因數與倍數的遊戲，叫做「天使與魔鬼」。在研究過程中，我們發現天使要贏得勝利是很簡單的，而且我們找到了一個固定的步驟，仔細的跟著步驟思索，不但輕鬆獲得勝利，天使還可以挑戰得到這個遊戲的最高分。接著我們不斷的擴展遊戲的數字數量，結果發現天使與魔鬼的分數不但無法逆轉結果，真實得分反而相差越來越多，且天使與魔鬼的得分比例固定維持在約63%與37%〈或62%與38%〉之間。我們也改造這個遊戲，建立了新的遊戲規則，並做了一個遊戲盤。在這個新的遊戲規則裡，擔任先攻的天使與後攻的魔鬼都有獲勝的機會。無論先攻或後攻，我們提出一套步驟及原則，可以大幅提高獲勝的機率。

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。

羅勒是九層塔的種子，又稱為明列子，其多醣體的不溶性纖維可以吸收水分，減少膽固醇、三酸甘油脂的吸收。三酸甘油脂與醇類可以與鹼性催化劑作用，產生生質柴油。利用明列子不吸油、不吸酒精、可以吸水的特性，來研究生質柴油。轉酯化實驗中加入1克明列子，可以在油水吸水8克而不產生皂化現象，但產量會減少。在比較甲醇+氫氧化鉀+回收油的轉酯化實驗中，不加入明列子平均的產量為95.6 g，使用明列子平均的產量提高為100.5g。

本研究探討「天然水草缸」是否能捨棄傳統配備，利用水草缸自身機制達到平衡。我們建立「養水作業流程」，亞硝酸菌（Nitrosomonas）6週的時間可培養完成，硝酸菌(Nitrobacter)8週能培養完成。但NO3-無法被分解。為了降低NO3-濃度，研究水草淨化水質能力，發現「優勢水草種植面積70％+水草修剪+每週換水＝高效能過濾器」方式取代圓桶過濾器。水草缸可增加魚類的耐寒能力。我們分析飼料成分，希望透過平日餵食取代外加水草液肥，但發現水草液肥並沒有考慮餵食飼料的問題，氮磷會重複補充。飼料中並無水草所需的鐵與微量元素，無法餵食取代施肥，並提出補充「非完全肥料」的概念。最後重新建立「高效能天然水草缸」，觀察歸納出天然水草缸與標準配備水草缸之間的優缺點比較。

此作品中，主要是研究「拿破崙定理」在四邊形條件下的各種推廣，將拿破崙定理在三角形條件下發現的各種規律類推到各種四邊形，並發現了許多有趣的結果。我的研究內容主要包含和拿破崙定理相近之重心連線；在其圖形中稍加變化而得的外接圓交點性質、面積性質；結合螺旋槳定理、愛可爾斯定理探討的頂點連線中點性質、和意外發現的共點性質。其中甚至有發現適用於任意四邊形的一般性質。目前在我找到的資料中，對於四邊形的討論著墨極少，大部分的文獻內容都針對三角形的性質做討論。

我們想在畢業典禮時空拍同學們的影象，並即時投影在大布幕上，因此自行研發出了一個安全的飛行空拍機。我們選擇裝氦氣的中型氣球作為浮力來源；並探究各種市售遙控即時攝影裝置；同時嘗試改裝飛天小鯊魚、直升機、四軸飛行器，遙控小汽車及樂高機器人作為飛行動力。我們的飛行裝置必須同時讓浮力裝置、動力裝置、攝影裝置完美結合，我們在一連串的失敗中發現問題。終於成功研發出二種能在室內安全又穩定飛行的遙控飛行空拍裝置，飛天一號是以遙控小汽車改裝的輕巧型機種；飛天二號則是用樂高機器人，設計出能朝不同角度靈活移動的專業型機種。最後我們探討螺旋槳的大小和馬達的闗係，並改變氣球的排列方式，讓我們的裝置發揮最大的飛行空拍效能。

為探索蝴蝶為何在太陽光的高溫持續照射下仍可以快速散熱,且優美自在的飛翔, 所以本研究想進一步瞭解蝴蝶翅膀的構造, 及其散熱機制之後，仿照此一機制其中的蝴蝶鱗片的材質- 細微幾丁質, 達到材料仿生的目的。本研究將蝴蝶鱗片, 100%幾丁質, 細末甲殼素(92%幾丁質), 奈米碳,石墨烯,及散熱膏,在燈泡上加熱, 以尋求散熱最佳組合; 也將之應用在熱水加入玻璃杯, 鋼杯, 鋁合金等容器之外殼, 更將甲殼素與散熱膏混合物, 填補在電腦CPU與熱管縫隙中, 實驗結果得證, 果然細末幾丁質(本實驗稱甲殼素), 果然有良好的散熱傳導效果。

我們從化學課本及參考資料了解到製備乙烯的方法，再從已知的方法中設計並改良出較佳收集乙烯的方式。製出的乙烯先用點火燃燒證明氣體的可燃性，再用溴水褪色證明的確是乙烯。最後利用強氧化劑(過氧化氫，過錳酸鉀)，與乙烯做非勻相反應，可以觀察到高濃度的乙烯和強氧化劑間的反應有明顯的變化，利用此變化的觀察及數據的收集，作為此次研究的指標，來印證乙烯和水果熟成的相關性，進而希望藉此指標(簡單又方便的檢驗方式)作為水果保存的依據，並希望日後能找出簡單又有效的方式提高水果的保存期限。我們選用常見又易於觀察的水果－香蕉，並將上述的兩種強氧化劑(過氧化氫、過錳酸鉀)，分別放在密閉容器中，在室溫下，希望氧化劑能反應掉香蕉所釋放的乙烯氧體，或降低乙烯濃度，以期達到減緩香蕉外表熟成(香蕉外表變黑)的目的；沒想到過氧化氫超出我們意料(並沒有如預期減緩香蕉熟成)反而是整個外表熟成加速(香蕉外表變黑速度更快)，而兩組實驗組(香蕉釋放的乙烯分別在過氧化氫和過錳酸鉀的反應下)與對照組的外表熟成和香蕉內部甜度關係也有些連帶變化，雖超出我們預期，卻又有令人意想不到的結果，因為過錳酸鉀在開始實驗一天後香蕉內部甜度就有明顯增加，而後甜度增加率卻逐日下降！我們再將相同環境下，皆放入氧化劑(分成有香蕉及無香蕉兩組)經香蕉外表熟成後，再分別對剩下的氧化劑做滴定，先排除氧化劑在空氣中自然反應的變因後，發現有香蕉的實驗組與沒有香蕉的對照組的確有些差距，也間接證明了氧化劑的確是有與水果所釋放的乙烯反應。

我們的實驗在探討聲波對硫酸銅結晶的影響。我們探討了頻率、振幅及音源個數對結晶的影響。頻率的實驗中，使用頻率500 Hz、1000 Hz、1200 Hz、1500 Hz、1800 Hz、2000Hz及2100Hz，振幅皆為100cm的聲波進行實驗。我們發現頻率為3的倍數時，結晶長度會比其他頻率音源下的結晶長，且結晶形狀大多為平行四邊形偏長條形，其餘頻率音源下的結晶形狀則大多為平行四邊形，不規則形結晶比頻率為3的倍數音源下的結晶多。振幅的實驗中，使用振幅為100 cm、200 cm、300 cm、400 cm及500cm，頻率皆為500Hz的聲波進行實驗。我們發現振幅越大，結晶越大，但振幅到300cm以上所結出來的結晶長度和300cm下的結晶無太大差別。多方音源中，音源越多，結晶大小越大。長晶過程部分，結晶會隨著能量前進方向依序長晶。