第54屆--民國103年

本實驗首創以手機應用軟體：”色差計”與ColorMath 測Lab值，並計算色差值。在自紫甘藍菜、菠菜及甜菜萃取的花青素、葉綠素和甜菜色素液中加入不同pH值酸鹼液及各種不同濃度重金屬水溶液後，將色素放入自製標準光源觀察箱中，使用手機應用軟體測量Lab值，並分析其色差值，發現高、低濃度色素液對酸鹼水溶液及不同濃度之各重金屬液皆有變化，且濃度可偵測準確至1/50ppm。此證明了：使用植物色素檢驗重金屬和溶液酸鹼度為可行之方式。本實驗植物三種色素皆可自生活中之蔬果萃取而得，提供大眾簡便環保又低成本的檢驗方式。

在開始做實驗之前，只是想拍出美麗的夕陽，後來，提出了疑惑，想要找出是否有規律性質，開始收集相關資料。討論後，受到老師的鼓勵，決定開始作一篇完整的研究報告。原先只想探討為何夕陽顏色的變化有這麼大的差異性，但做了之後才知道，還有很多知識是自己所欠缺，需要去補齊的。隨著收集到的資料從雜亂拼成一幅清晰的地圖，猶如砌牆一般步步築出踏實的感覺，產生了莫大的成就感。 這篇研究或許未能證明出新的理論架構，但卻了解散射為何不在高中教材中，是因為其需要討論的因素是如此多元且難以控制。期待自己未來可以持續進行探討，並希望能利用簡單的量度表瞭解天後氣象與大氣狀況的關係，將它反饋於生活中。

我們對天氣的研究前後共進行了二年，在本年段中仍以「雲」作為主角來探討埔里在地的天氣，並進一步對天氣的預測做更詳細的分析。在此略述我們這二年研究的成果：(1).我們發現同屬於高雲族的卷雲和卷積雲大都對6小時後的天氣有高度的指示性，尤其，我們還發現卷雲的AL法則，能預測劇烈的天氣變化；(2).我們發現可以利用高雲族和層狀高積雲來預測冷鋒鋒面何時到來，而且，我們也發現層狀高積雲出現的次數和冷鋒來臨前後的溫度差具有高度的負相關─亦即我們可以藉由層狀高積雲的觀測，事先做好禦寒的準備；(3).我們發現若能結合日月潭氣象站的氣壓、濕度和埔里當地的濕度資料，再經過詳細統計分析，可以對埔里地區的短期天氣做有效的預測。

偶而發現待洗碗盤上的油漬，在遇到洗衣粉之後，外形產生縮小擴大不間斷的震盪現象，猶如心臟般的跳動忽大忽小。我們配置沙拉油與洗衣粉的混和液來進行濃度控制，結果發現，濃度在5%及混和液滴在較高溫的水面上時，產生凸起、破裂及縮小擴大不間斷的震盪現象最為激烈，進一步探討混和液滴大小的變化頻率，發現並沒有一定的規律。我們設計一個密閉-開放可交替的實驗方法，發現一開始先處在開放環境時，震盪現象明顯而激烈，但改為密閉環境，則震盪現象消失，緊接再變為開放環境，則混和液的震盪現象變回明顯而激烈。我們因此推論，水蒸氣是造成油滴混和液產生凸起、破裂及縮小擴大不間斷的震盪現象的主要原因。

科技的進步和生活品質提升，加上新鮮人的創新想法，品質上追求使用壽命和損壞的機率降到最低，本作品有DSSC積木創新應用、DSSC積木娛樂。為了節省能源又要讓廣告亮眼突出，我們研究製作一套搭配LED和太陽能板的結合作出的廣告看板。 利用自製的染料敏化太陽電池做為積木創新作品，搭配程式控制電路顯示英文字母【L、E、D】、娛樂玩法【一點、二點、三點、四點、五點、六點】和使用一個大區域電路可搭配不同染料顏色區別【紅藥水粉紅面、紫藥水深紫面】為作品創新與娛樂積木應用；希望透過程式控制外，加上染料敏化太陽能電池來增加壽命並提升使用的時間。

低頻的噪音能夠順利的穿透海水，而中高頻的噪音因為無法穿透，而音量明顯的比較低。當海水開始慢慢變酸，酸鹼值從8.4降到6.8時，低頻噪音的音量會逐漸變大，而中頻噪音不會有明顯變化。水溫增加時，低頻噪音的音量也會隨著變大聲。因此，當海洋逐漸變酸，酸鹼值及水溫的改變，會讓低頻噪音的音量變大，而影響海中生物。大氣泡袋對於50Hz、150Hz、1000Hz和1000Hz、2000Hz、3000Hz有較好的阻擋效果，主要原因是聲音進入空氣和海水等不同物質造成損耗，以及凹凸不平程度大增加摩擦力因而消耗聲音的能量。

放眼看去台灣的建築結構外觀，大部分都是以磁磚、玻璃惟幕或者是油漆為主，因此外觀的色彩有限，為了擴大台灣建築色彩生活美學、想像空間與環境美化，創造在地建築人文景觀，運用不同色彩的搭配，使混凝土建築物外觀不再只是單調素材，令人覺得枯燥乏味，而是能與光線能量結合，使人耳目一新的色彩。對於無法使用水泥漆、磁磚或不易維護場所非常適合。本研究以建築傳統工法加以改良，水泥砂漿、混凝土中加入色料，使結構體色彩豐富，並探討後續抗壓、抗拉強度、耐久性、耐光、耐氣候潮濕變化……等問題，期許能節省人力、時間、降低成本，以提高工作效率，減短施工工期，如果建築物能夠多樣化、色彩更豐富，相信台灣的建築業會更加多彩多姿。

本研究主要以台灣較為常見的推糞金龜（Paragymnopleurus ambiguus）作為研究的對象。結果得知初完成的糞球為一個不完整的球體模樣，而且是類似一個外角30∘，內角150∘的正12邊形，經過推行滾動才逐漸形成一個像圓形的糞球。雄糞金龜體型雖然比雌糞金龜短小，但後腳較長，可以舉起比自己重22.8倍的糞球，甚至比自己重122倍重的糞塊，計算體長與後腳長間的異速生長程度，發現異速生長指數為0.2623、 r=0.4249＞0為正相關直線，所以推測，後腳較長的雄糞金龜有能力可以推動較重或較大的糞球。另外不管在平坦地面或者要跨越障礙推動糞球，走越遠，所作的功越大，糞球越重、要舉起糞球，所需的能量與施的力也就必須越大，最後才能將糞球推到沒有干擾的自己居住的巢穴中。

我們使用福爾摩沙衛星三號在冰島艾雅法拉火山2010年爆發期間（2010年3月5日～4月29日）測得的大氣資料，討論火山爆發對大氣對流層溫度變化的影響。初步獲得以下結論： 火山噴發能量大小與大氣層對流層頂降溫溫差成正比；火山噴發能量小，對流層溫度變化的影響多發生在低空處、火山噴發能量大，對大氣溫度影響高度偏高；以及火山噴發持續時間對溫度的影響也成正比關係。此外還討論了火山灰雲的分布影響溫度的變化情形：在迎風處火山灰雲聚集，其聚集處陽光被遮擋了，無法照射到地表，因此溫度較低。

小時候爸爸設計一組遊戲，遊戲規則為讓龍爪草在橡皮筋上平穩且快速的前進，但是並非磨越大力龍爪草跑越快，我們發現應該是頻率主宰龍爪草的移動，因此想透過設計實驗模型進行研究。我們發現不同頻率下龍爪草在吸管中的運動速率不同，為了進一步瞭解龍爪草的運動情形，我們將頭髮黏在吸管上，並觀察吸管不同位置下頭髮的震動情形。此外在探討不同頻率下位置對速率關係時，發現在不同頻率下，吸管中皆有兩處的速率明顯較小，因此我們設計了保麗龍球的實驗來驗證。為了解倒刺角度、密度、長度是否影響速率，我們製作模型來探討並分析龍爪草運動的力圖，而分析結果與實驗是吻合的。最終我們希望將此行進模式運用在機器人的移動上。