第57屆--民國106年

本實驗先針對材質功函數與電弧狀態的關係進行研究，進而研究合金比例與功函數的關係，最後進行電解質、水果、豬肉以及農藥辨識分析，結果如下： 一、材質功函數與粗細： 1、功函數與電弧最大距離有負相關，但金屬的表面氧化會讓功函數變小。 2、合金比例所乘出的功函數對應的電弧最大距離與實際值接近。 3、直徑8~12mm的避雷針效果最差。 二、應用 1、 發現電解質濃度越大電弧中紫色光點越多。 2、 水果電弧偏紫紅，其中柑橘類與香蕉的顏色偏淡，可能是香蕉與柑橘類含的鈉離子較高。也發現果皮灰度值≧果肉的水果及灰度值大於豬肉的豬皮電弧顏色會偏紫紅。 3、農藥與非農藥可由波峰在波長500~520nm與偏藍光光譜來分辨。

生活中發現線軸會因拉線角度的不同而收放自如，此現象激起了想探究的決心。我們初步發現線軸在不同變因下會有一個特定的臨界角θc而改變其滾動方向，因此本組選擇了拉力大小、線軸重量、線軸內外徑比值及不同接觸面性質(靜摩擦係數)作為實驗的四種變因，並設計了「線軸收放儀器」來進行實驗探討。為了精確測量臨界角，實驗時儀器中的粗調裝置是利用螺帽固定螺旋桿以大範圍調整定滑輪的升降高度，微調則利用指針帶動螺旋桿轉動角度來微調定滑輪的升降，將實驗過程攝影記錄，並再利用Tracker分析物體改變滾動方向時的臨界角。實驗顯示，影響線軸滾動方向的臨界角大小，和線軸之拉力大小、線軸重量及接觸面性質皆無關，只和線軸內外徑的比值有關，即cos ⁡ θc=r/R。

本研究的目的是要透過天然果汁和食用化學果汁之透射強度及光譜吸光度圖的實驗結果，建置一個小型數據資料庫，讓大眾能透過自製簡易光譜儀，檢測對照蘋果汁和檸檬汁是否含有化學成分。根據實測結果發現，天然果汁濃度愈高，吸光度亦愈高；而天然果汁內加入的化學成分比例愈高，則吸光度反而愈低；且可明顯看出，完全無天然果汁的化學果汁，其吸光度呈現出一條沒有波峰且吸光度僅維持在0.4以下的近似水平線。

針對四絲馬鮁(午仔魚)2在這十餘年來，均居魚苗放流之首位，激起了研究動機，乃經由文獻、現場及電話訪談、統計分析進行探討，發現:午仔魚價格非常穩定，15年均價117±14元/公斤；由「市場價格與漁獲量 (R2=0.0266)」及「市場價格與消費者物價指數(R2=0.1744)」確定捕獲量及消費者物價指數不會影響市場價格。品質佳的大型魚價格遠比漁市場的交易價格高，值得養殖業者努力競逐。漁業署依據市場及相關漁業資訊決定每年放流的種類與數量，午仔魚苗的放流量與捕獲量呈現正相關(R2=0.855) ，顯示其放流已有顯著成效。然而，目前之捕獲量與市場需求接近平衡，加上人工養殖午仔魚之面積增加。因此目前的放流量合宜，不宜大幅增減；本研究非常肯定這十幾年放流午仔魚苗的政策。

數學課裡，解題「大半圓中有小半圓的弧長問題」時，我們發現不必逐一計算每一個小半圓的弧長，只需計算最大半圓的弧長即可。我們從計算「圓弧長」的題目中，探討如何在一個半圓中尋找一條曲線，這條曲線是其它弧線的組合，使其長度和與該半圓的弧長相等，不包含直徑或直線部份，此曲線有何規律性，最後我們獲得3種基本的規律，且第3種規律性可適用於任意角度分圓的一般情形。

無線充電是近年科技發展趨勢，其效能問題仍待提升。實驗一（線圈200匝，直徑4cm，粗細0.37mm），在不同發射頻率都可測得感應電壓及感應電流，證明可行。實驗二，發射端（線圈200匝，直徑5cm，粗細0.37mm）與高斯計距離0至5cm內，磁場強度在5000Hz出現最高點，且距離線圈2cm時最強。實驗三，方波平均功率達正弦波的5.85倍。實驗四，我們最後採用20000Hz、線圈匝數組合200：100，轉換效率15％。實驗五，利用實驗四的結果，找出線圈直徑4cm：7cm、粗細0.37mm，轉換功率達42％。實驗七，1對1與1對2的線圈組合皆可進行傳輸。實驗八，對充電電池進行五小時充電，電池電流可達到160mA。

我們對埔里的雲況做了三年的觀察，並嘗試利用各種分析方法來探討雲與天氣變化之關係。研究成果略述如下：(1).在卷雲與總雲量變化方面：我們發現了AL-4和AL-Ccon二個法則，可以用來預測總雲量的劇烈改變。(2).在卷雲與下雨預測方面：我們發現若雲況符合AL-FC法則，則8小時之內一定會下雨；若再搭配CAPE、風切、濕度等條件，更可以用來預測主降雨區的雨量大小。(3).在冷鋒方面：我們發現台灣低壓-冷鋒系統形成前3天，都會出現大量的層狀高積雲，而且上方大氣都會有很強的逆溫層或穩定層(通常會持續到鋒面形成當天)；至於來自大陸的冷鋒當中，我們發現有三種類型是可以用雲況來確定鋒面是否即將到來。

本研究探討各種布料燃燒的情形，並研究適用於各種布料的化學阻燃劑。將天然纖維、人造纖維及混紡等三類紡織布，共七種布料，分別噴上四種類別，共十種化學藥劑後，在自製燃燒箱內燃燒。利用水平燃燒、垂直燃燒、皮膚模擬、煙阻照度等方法，分別測量反應時間、燒毀長度、豬皮升溫、生煙量等，以判定化學藥劑的阻燃效果。以受熱起反應時間慢、延燒速度慢、溫度低、生煙量少為標準，層層篩選出效果最佳的阻燃劑。結果發現，不同布料在燃點、續燒性、氣味、融化、炭化等方面有所不同。也發現每一種布料適用的阻燃劑有些差異，其中以矽酸鈉的適用性最廣。若考慮酸鹼值和生煙量則以氯化銨作為布料的阻燃劑最佳。

最早看到網路上有人利用磁鐵間的磁浮力量，玩起了擺盪的玩具，從磁鐵間看似不規律的起落中，有著一股無形的默契，形成相互擺盪的有趣現象。為一探究竟，好幾年針對不同變項研究，不斷改良簡易又精準的自製儀器，累積許多經驗，以此為基礎，發現： 1.磁力震盪傳遞的效果會受到磁鐵本身磁力與形狀雙重的交互影響 2.外圍磁鐵數量越多磁力震盪傳遞的效果越好 3.改變兩顆外圍磁鐵夾角對磁力震盪影響不是呈現線性比例關係 過程中利用磁力震盪的特性，設計並製做出實驗所需的測量器具，再由磁力震盪變項的相互影響，可歸納傳遞磁力效能最佳的變項組合，最後利用磁力震盪的特性，設計出光感式磁力震盪的測震儀，可說是從小東西玩出大道理來！

近年來，台灣的食安問題頻傳，常看見新聞報導添加二氧化硫的黑心食品，所以我們想利用生活中容易取得的東西，找出檢驗殘留二氧化硫的簡易方法。我們的研究發現：萃取紅鳳菜內含的花青素可以檢測二氧化硫，檢測的最適濃度區間為0ppm～100ppm。花青素與食物樣品以1:1的方式反應40分鐘後，搭配手機色彩分析APP─Color Grab、Color Math進行採色並計算出花青素褪色與原色之色差，再對照本研究之「二氧化硫含量與色差△E值關係表」，就可以推估二氧化硫的殘留量(ppm)，而且不受食物原有顏色之影響，其結果與二氧化硫試紙、分光光度計檢測法之結果相符。這研究結果顯示只要運用蔬菜中的花青素跟免費的手機APP，就可以讓一般民眾在家DIY，自己檢測食物中二氧化硫的殘留量。