第58屆--民國107年

十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO4)2．12H2O），又稱明礬，溶於水會解離出鋁離子，而鋁離子與水結合後會生成氫氧化鋁（Al(OH)3），此為膠狀物質，能與溶液中的細小雜質膠結，並沉降至底部，最後將吸附著雜質的氫氧化鋁濾出即可達到淨水的效果。我們分別設計了五個實驗，利用二氧化矽當作模擬汙染物，探討所設計的變因如何影響明礬淨水的效果，我們以整體水溶液的透光程度（單位為 Lux）作為判斷依據，此外還利用顯微鏡圖像觀測特定高度之水溶液的顆粒變化情形。

百合具安心安神的功效，使我們想觀察百合是否對其他脊椎動物也有相同的作用，本實驗想藉觀察斑馬魚的發育及行為，探討百合對脊椎動物的影響。最初假設百合的濃度會影響魚卵存活率，經實驗發現浸泡在12.5%的百合溶液之溶液較其他濃度存活率及曝氣水高，但在胚胎的發育速率上則沒有差異；行為觀察上，浸泡百合後，斑馬魚由「沉底」狀態之恢復時間較未服用減少約40±5秒，符合我們的假設。除此之外，我們又做了空間學習，但發現百合添加並沒有太大的影響。最後我們總結濃度12.5%的百合溶液是目前對斑馬魚而言最適合的濃度，可有效改變斑馬魚的沉底行為，但在空間學習和成長速率目前則沒有差異。未來希望能更深入探討百合作用於斑馬魚間腦的機制。

本實驗研究蕈菇如同植物具有「向地性」，蕈柄生長過程受到地心引力刺激會產生「背地一站」現象。我們利用柳松菇太空包以倒立方式發現蕈柄彎曲角度可超過150度，彎曲生長主要發生在距離蕈柄頂端20-30%處，因為近地側細胞生長相較遠地側大約有2倍長度的差異，和遠地側有較大的重力生長曲率，造成蕈柄得以發生背地彎曲；當完全切除蕈帽則無法表現「向地性」，我們推測蕈帽和蕈柄間的細胞似乎可以感應重力刺激，使蕈柄得以「背地一站」以利散播孢子。我們進一步自製離心器，以旋轉方式改變重力場強度，發現蕈菇子實體「向地性」表現強度產生改變，我們期待本實驗的重力向量對蕈菇發育的基礎研究可以應用於失重的外太空培植之可能價值用途。

由於暑假期間，幾次的淹水造成學校很大的困擾，於是激發我們想要透過實驗探究影響落水頭排水效果的因素–「落水頭」其中幾項結論包括：第一、降雨量、落葉量都會影響落水頭的排水效果，而且落葉當中又以小葉子阻塞效果更明顯；第二、透過自製落水頭變因的探討，提出新式落水頭的模式(迎水面圓柱型、間隙大小0.8公分、底面半徑6.5公分)；第三、透過凸面的設計，成功改良新式落水頭落葉浮貼的缺點；第四、經由戶外模擬實驗確認新式凸面落水頭優異的排水效能。最後，希望經由以上的研究，讓學校能減低淹水之苦，甚至有機會推廣到其他有使用落水頭的場域。

圓周上相異n個點，將圓周分割成n段弧，每次每個點沿逆時針方向變換成與下一點所成弧之中點，若某點經m次變換後回到初始點，則m的最小值以及m的所有可能值為何？我們發現，m的最小值為n+2。更進一步發現，m的充要條件為m≧n+2且m≠kn-1, kn, kn+1，其中k為正奇數。接著，我們將問題一般化，圓周上相異n個點，沿逆時針方向變換成與下一點所成弧之p:q處，若某點經m次變換後回到初始點，則m的最小值以及m的所有可能值為何？同時，我們也針對n個點具特殊初始位置座標來研究其回歸性質。

生活中會使用各式各樣不同的黏滯性的液體。黏滯性不同，造成物體掉落時的阻力也不同。本研究利用自製斜坡和自由落體模擬器裝置產生不同的初速，使鋼珠滾入和垂直掉入裝載不同黏滯性液體的量筒中，探究其阻力與黏滯係數變化差異。實驗結果顯示，膠水黏滯性最大，鋼珠進入膠水過程中速度變化量亦最大，而不同溫度的水，對鋼珠在滾動時並無顯著影響，而當鋼珠滾動進入液體中時，帶動不同黏滯性液體運動，使得其阻力產生振盪的有趣現象， 且其黏滯係數在球產生滾動時，呈現震盪變化。而當球自由落下時，球不滾動，黏滯係數將維持較穩定的數值。

本研究主要討論生乳的口感及體細胞含量多寡的檢測，其得到結果為加熱殺菌過程與乳牛食材變化對口感影響甚鉅，加熱溫度到130-140。Ｃ以上，濃醇香的味道較明顯；進口草與牧草比較結果，進口草口感較佳；在試喝牛乳的檢驗報告中，發現乳脂肪含量較多者，口感較佳；體細胞多寡對口感雖然無顯著影響，但體細胞較少的生乳，打出來的奶泡更綿密與持久。在優質生乳部分，體細胞含量可由CMT、導電度計與便攜式體細胞檢測儀測得，本研究利用惠斯登電橋的導電方式，製作低成本符合大眾檢測的儀器，為民眾分辨優質生乳提供更佳的方式。

香蕉球是在空中飛行且路徑為弧線形狀的球，因路線似香蕉形狀而得名。本實驗由三位國小四年級熱愛足球的學生共同研究，找出踢出香蕉球的方法： 1. 踢出香蕉球的秘訣主要在於球的旋轉。香蕉球受馬格努斯效應影響，球旋轉越快，飛行 弧線會越明顯。 2. 擊球點離球心越近，轉速越小，球速越大；離球心越遠，轉速越大，球速越小。 3. 球速、轉速會影響球飛行軌跡。轉速越大，水平偏移距離越大。球速越小，偏移越厲害。 4. 擊球點與旋轉方向影響飛行的偏移方向。想讓球向左偏，就踢球心偏右下的位置；想讓球向右偏，就踢球心偏左下的位置。 5. 擊球點選擇球心偏右下，讓腳踝成L型、用腳內側摩擦球的邊緣，加強逆時針的旋轉力道，並適當揮動手臂，加強射門力量。

從不同旋球撞擊球桌的聲音會有差異，利用發球機進行桌球選手的實測，發現選手分辨不同旋球之撞擊聲與年齡及練習時數有關。 我們將錄製的撞擊聲經過Godewave及Origin進行頻譜分析，發現球桌振動的基頻有133Hz、153Hz、180 Hz、200 Hz，並判斷音色及音高略有不同。 我們試著找影響球桌基頻振幅組成的原因，測量了不同的球速、飛行距離及球桌角度的撞擊聲，發現正向力不同及撞擊位置不同，也會影響球桌基頻的驅動，但發現並無絕對關係。最後量測球桌邊長，利用公式v = f×λ代入計算，發現基頻與球桌特徵長度相符，並且推論旋轉方向與特徵長度方向為平行，可得之兩者有顯著關係。

目前大部分有機實驗使用的催化劑為貴重金屬，例如Pd, Pt, Ag等，成本高且使用後難以回收，因此，我們研究於將奈米銀粒子合成在濾紙上的技術，使用微量移液管直接將定量硝酸銀溶液滴於濾紙上，其後利用浸泡NaBH4還原奈米銀粒子，所合成的金屬奈米銀粒子的反應表面積較大，具有良好的催化性質。此外，利用合成奈米粒子於濾紙上，濾紙反應完僅需洗淨烘乾，附著於其上的奈米粒子即可再進行催化，達到可重複使用的效果，避免一般有機實驗催化劑無法重複使用的狀況，減少資源浪費。 我們藉由4-NP(4-硝基苯酚)→4-AP(4-氨基苯酚)有機反應，經化學動力學探討觸媒紙催化效果，製備較一般催化劑低成本、製作簡易、催化效果佳且可重複使用的觸媒紙。