第55屆--民國104年

水族箱中讓人討厭的絲狀藻，富含光合色素，若能廢物利用，以它為植物固碳機的主角，結果有令人亮眼的效果。為了找尋其他固碳的植物，比較水蘊草、珍珠草、大紅葉和綠藻後，發現： 1.由比較各種水中植物的固碳效果中，發現葉片小的植物，光合作用的效率比較佳 2.由測定植物葉綠素的成分中，得知植物光合色素濃度高者，固碳效果好；且發現胡蘿蔔素亦可行光合作用 3. 影響植物固碳的因素有：適當的水中植物(絲狀藻、綠藻)；將空氣中的CO2溶解到水中；照光效果要好 4.結合綠藻、PVC管、太陽能水循環裝置，設計綠藻二氧化碳清除機，幾乎可以完全去除二氧化碳 魚缸中令人討厭的藻類，變身為對抗溫室效應的尖兵！

本研究自組LED光電測定儀，連接電腦的數據處理，可準確連續偵測結晶紫的褪色反應。研究中先以眼視觀察結晶紫在酸鹼性中之褪色變化，並以自組的LED光電測定儀連續測定褪色反應。除評估LED光電測定儀的應用性及探討影響褪色原因外，也測定褪色反應速率。結果發現，以透光度所反應的電壓以對數換算對濃度的測定符合比爾定律；結晶紫在酸鹼性中的褪色反應屬不可逆反應，中性鹽類及有機物是不會影響結晶紫的褪色反應；反應速率必須在低濃度及極短時間內測定，才能獲得準確結果。自組裝的LED光電測定儀，經結晶紫水溶液褪色研究後，確認它體積小、低成本、光源穩定、可連續測定等特色，可開拓為中小學科學研究的工具，提高研究層次。

本文主要分為兩個部分：第一部分專注在一維直線上及二維平面上的各系統運算存活的最大層數公式探討，其中最有趣的是臨界值的角色，讓玩家能預判該遊戲的層數壽命。第二部分專注在應用上，分為幾何鏡射作圖印證，及三維空間上的四面體系統延伸，成果奧妙精彩。

在外掃區打掃時，常常會被蚊子叮咬，噴了防蚊液蚊子還是會靠近，噴殺蟲劑又擔心會危害環境，所以想找出生活中易取得且環保的溶液來滅蚊，並將溶液裝在小噴瓶中，如此便可隨身攜帶。外掃區的蚊子大部分都是白線斑蚊，我們取得蟲卵後，就開始進行飼養。本研究主要探討哪些溶液具有較好的滅蚊效果；首先在錐形瓶中噴射，再用中型容器做效果測試，最後在蚊帳裡做實際測試。由實驗結果得知：香茅油、1:5的沙拉脫水、1:150肥皂水及75％酒精在錐形瓶中的平均噴射次數為1~1.3次、中型容器裡1~1.3次、蚊帳中1~3.3次就能使蚊子喪失飛行能力或死亡。蚊帳中又以1:5沙拉脫水及香茅油的滅蚊效果最好。下次去外掃區打掃時，就可以用這些環保滅蚊液來滅蚊了。

本研究探討三角形的「比例點」。已知∆ABC，定義「比例點」是滿足比例式PA:PB:PC =BC:AC:AB的P點。研究過程得到作出比例點的方法，並討論三角形的比例點個數、位置及其性質，最後發現三角形的比例點會在歐拉線上，並與三角形的垂心、重心、外心之間存在特定關係。

本研究是製作一部環保、全自動運轉與依照天氣變化可開啟或關閉的澆水開關。 研究從如何把主開關與槓桿結合在一起，使得擺動槓桿就能帶動主開關一起動作；接著研究槓桿左邊該掛上多少的重量，才能夠確實讓主開關開啟，讓水經由主開關流出，分成左右兩邊，左邊是主要應用的出水口，右邊是控制用的，它會把水引到槓桿右端的裝水容器中，使槓桿右端的重量大於左端而讓主開關關閉，水停止流出；接著再研究右端裝水容器中的水，如何減少而使重量變輕小於槓桿的左端，讓主開關自動開啟，繼續下一個循環讓水流出來。 研究發現介質虹吸原理，能夠控制主開關在晴天、陰天、雨天不同天氣，以不同的時間啟動主開關，完成一部具有智慧澆水的自動裝置。

本研究探討石田螺、福壽螺與水池溼地三者間交互作用對環境及族群數量之影響。結果發現野外水池環境中兩種螺族群單獨存在時，石田螺死亡率(80%)遠高於福壽螺(45.8%)。共存時則相反，石田螺的活動力受福壽螺影響明顯下降，被鳥類發現的機率降低，死亡率亦大幅降低(25%)；共存亦使石田螺被附著次數大幅增加，促使其生殖潛能升高，族群總數亦較福壽螺為高。 兩種螺對水質影響截然不同，福壽螺會大量啃食水生植物，使浮游藻類數量遽增，水質惡化；石田螺具有快速取食浮游藻類的能力，故能讓水質清澈。當水質惡化時，石田螺的存活及生殖能力則驟降。 石田螺未來應可嘗試推廣養殖於水族箱中，以取代外來種琵琶鼠魚的功能，減輕其對水池溪流生態的危害。

在家中種植物可以綠化環境，令人賞心悅目。但照顧起來卻有些麻煩，有時忘了或出外旅遊無法澆水，而使植物變得奄奄一息的。為了解決這個問題，我們嘗試利用回收資源做為材料，設計出環保實用的自動澆水器，讓家裡種的植物可以一直綠意盎然。 我們主要是利用自製的漏刻與九龍杯，來控制澆水的水量與時間，並從中探討漏刻及九龍杯的現象與原理。在實驗中，觀察漏刻出水孔的孔徑粗細、數量多寡等變因對水流流速的影響，觀察九龍杯杯身大小、管口位置等變因對水流流量的影響。最後，利用毛細現象將澆水後流入集水盤中的廢水導引到其他花盆中，提供其他植株生長之用，充分利用水資源。

本研究找出三大主要定理討論拼圖遊戲中板塊形狀與圖形的排列數： 一、 定理一：完整矩形空白板塊排列數﹝（模組類型）2－點對稱模組﹞÷2＋點對稱模組。 二、 定理二：當有A、B兩種不同形狀板塊，A板塊有m個、B板塊有n個，計算兩板塊圖形總排列算式＝（m！ × 2可旋轉個數）× （n！ × 2可旋轉個數）。 三、 定理三：可從三大限制條件→點對稱圖形、2I並列、bf之5P，觀察（m！ × 2可旋轉個數）× （n！ × 2可旋轉個數）在計算板塊圖形排列數是否重複計數。 四、 目前努力全盤掌握拼圖遊戲中只有一組解的命題方式，但當我們改變遊戲條件，如板塊形狀的改變或調整圖形的數目比例，卻能突破只有一組解答的命題限制，同時提升板塊圖形排列的總數。

日本福島核能電廠的地震災變，再次引起人類重視核電安全，採用再生能源發電或許是減少核電使用及降低溫室效應的可行辦法。老師曾給我們觀看一種旋轉裝置少少的力量讓它一直轉動，這使我們想到這個裝置阻力這麼小，如果用在風力發電機上或許是很棒的點子，在家長及老師的帶領下以科學的研究，探討磁浮軸發電機發電效率與風扇，葉片形狀、扇葉數目等等的相關性。主要發現：磁鐵磁力無法任意控制大小，磁鐵間相對位置稍改變就會引起磁力交互作用跳開平衡狀態，必須堅固基座來穩定磁力交互作用; 雙環磁浮軸以磁力取代軸承接觸轉軸，在小風力下也可轉動發電，可以串接多個扇葉磁浮轉軸增加發電的效果。