第58屆--民國107年

因雲林縣為全台人口老化最高的前三名之一，我們為了瞭解雲林縣人口的概況與各鄉鎮老化的差異，藉由分析人口資料，並利用地理資訊系統軟體進行空間分析，結果發現雲林全縣已達到超高齡社會，過去近15年來，幼年人口逐年下降，而老年人口的比例逐年上升。除了斗六、虎尾和麥寮等鄉鎮，幾乎所有鄉鎮老化指數都超過100。各鄉鎮人口特徵可分為數群，其中斗六為一群，虎尾、斗南、西螺、北港為較相近一群，而其他鄉鎮則為一群，各年度差異不大，但麥寮在近年則往虎尾群靠近。各鄉鎮醫療院所的分布與人口密度、工商活動聚集有關，反而和老化程度成反比，使得雲林縣面臨超高齡社會時，偏鄉地區的醫療照護將是相當險峻的問題。

本研究主要將過去做成水球狀之Ooho(以海藻酸鈉和乳酸鈣反應所製得晶球)改製成平面薄膜(後續以減塑膜稱之)，並做一系列探討，以期能取代市售紙杯內部淋膜。 由實驗結果得知，以2.0%海藻酸鈉水溶液與5%乳酸鈣水溶液反應10分鐘，即可得表面較為平整一致之減塑膜。且選用低溫烘乾對減塑膜性質變異較小，因此可承受較大拉力。再進一步探討減塑膜所能承受溶液酸鹼性範圍及盛裝溶液時間長短之相關性。由拉力量測的實驗結果，發現減塑膜浸泡在市售飲品pH範圍溶液中變異不大，能運用於短時間盛裝溶液。接著自製環保紙杯盛裝液體，證實有其實用性。最後將附有減塑膜的紙杯回收製成再生紙，發現其在製程處理上優於回收市售紙盒製作之再生紙，且用途較廣。

我們透過科學方法、運用簡易材料，再現民國60年代家鄉長者為解決生活難題，發明水由低往高處送的水煙囪灌溉裝置。藉由訪察、操作模型後，得以透視隱藏在磚塊內部的水流，另外發現建造者將第一支水煙囪頂端加蓋後的秘密。 我們猜測被關在第一支水煙囪內部的空氣，會對灌溉時間、水量造成影響。然而透過實驗只能說明：水煙囪底面積、輸水管裝設高度、輸水管徑、灌溉閥管徑會造成影響，但影響的因素應該不只這些。僅利用國小階段學的空氣占有空間、連通管原理，無法完整解釋灌溉時的科學原理，我們認為本實驗仍有繼續研究的空間，甚至發展為結合現代需求的蓄水裝置。我們希望透過科學展覽，讓更多人認識家鄉的水煙囪，讓長者的智慧得以流傳下去。

蝦缸中除了養蝦子外，也時常可看到其他小生物。水族缸中的小生物以白線蟲、扁螺、小渦蟲和三角渦蟲最為常見。我們想知道這些小生物對蝦子的影響，因此將牠們和蝦飼養在一起，其中以三角渦蟲組中蝦子死的數量最多，且存活的蝦子皆有活動力下降的現象，甚至發現三角渦蟲會攻擊活的蝦子導致其傷亡。所以我們將三角渦蟲進行觀察，發現牠們可存活的溫度範圍較蝦子廣，且喜好黑暗環境。此外也發現三角渦蟲的三樣特殊行為：攝食行為、群聚行為及再生行為。針對以上我們探討如何防治三角渦蟲，發現使用藥劑和溫度改變法、手動清除法皆無法當作有效的方法，因此我們自行設計捕捉器，發現使用雞心作為誘餌最適宜，但投入捕捉時間不宜太長，以免汙染水質。

科學攤位上的空氣炮引起我們的好奇心，於是和同學開始研究如何做出威力較大的空氣炮，實驗發現： 1. 空氣炮內的氣體形成「完全發展流」時，衝出的威力最大；若筒長太長，反而會因為筒壁的黏滯力使衝力變小。 2. 孔形越接近圓形，越能形成清楚的渦環，讓空氣炮的衝力變大，氣流移動距離較遠。 3. 拉力增加時，因為形成完全發展流所需的進口區變長，最佳筒長也會變長。 4. 在拉力2 kgw時，製作空氣炮的最佳比例為：「孔徑d：筒徑D：筒長L = 1：2：9 」。 5. 通常製作空氣炮時，桶子的筒徑和筒長已固定，以筒徑的46~51%做孔徑，也能做出衝力較佳的空氣炮。

我們很好奇為什麼地瓜球能有外脆內Q的雙重口感?油炸時到底要不要邊炸邊壓?為什麼坊間不同店家所賣地瓜球色澤、香氣、體積、軟硬都不盡相同，其中的關鍵差異是什麼？ 為了解出謎題我們開始設計實驗探討不同種類澱粉、油炸過程有無加壓原料、不同開始加壓時間點、不同油溫、不同水、糖、油含量對地瓜球性質的影響。 實驗發現添加不同種類澱粉可以製成不同特性地瓜球；油炸過程加壓的確對地瓜球有膨大的效果；油溫越高，地瓜球表面的脆皮層硬化越快，但也易使內餡較乾、彈性較差；地瓜球原料所含水量越多、糖量越少，製成的地瓜球體積、彈性越大，但韌性與硬度越小；而含油量越多，製成的地瓜球體積越大，但韌性、彈性及硬度較差。

公平分配是日常生活中很重要的概念。本研究是利用數學的概念探討公平分配工作的標準，及在此標準之下如何分配工作？並深入探討增加人數、物品數量後，它的搬運策略，以及如何達到最短工作路徑的條件。我們最後的公平分配的標準是：一、行走相等的距離，二、負重時行走相等的距離，並以此標準探討工作分配的方法、運送方法及其規律和數學一般式。最後再找出公平分配的方法以解決兩組同學不同的看法。

英國《每日郵報》報導「窮人冷氣」引發我們的研究興趣。 我們查閱相關研究與專利，發現空氣降溫設施，都是利用「理想氣體方程式」或「液態水蒸發吸熱」的原理。 經過長時間的實驗、驗證，獲得了以下結論： 1.窮人冷氣機要「風從室外加壓吹入室內」才會有降溫效果。 2.以「金屬片代替寶特瓶」可以增加降溫效率。 3.「水蒸發吸熱」達到降溫的裝置，以「霧面鋁片、間距0.6公分」的效果最佳。 4.「窮人冷氣進化性能版」在越高溫的降溫效率越好、耗電量約一般冷氣的1/5，且「降溫空氣是乾燥的」，可以避免因為空氣潮濕而導致家具發霉。 「窮人冷氣進化性能版」的製作比冷氣機簡單、便宜，還能減少電費與溫室氣體排放，為地球環保盡一份心力！

布袋戲偶在傳入台灣後，因不同的時空背景與科技的演進，間接影響其視覺效果的呈現，當操偶師的手指呈現”1”、”4”、”5”、”7”這四個數字時，就可操作戲偶的頭部與四肢軀幹，加了「通」之後，戲偶手中的道具，例如：扇子、兵器、菸斗、甚至是梳頭髮…等較細膩的動作，可表演的更維妙維肖。跳躍是操偶師以快速向上推舉，並急停此一動作就可完成，其實這是物理原理中靜者恆靜動者恆動的慣性表現；戲偶的頭腳配重要接近1:1，如此在空中翻轉穩定性高，操偶師失手的機會才會小；轉棍要易於操作與其重量、長度、直徑大小有關，跑步的快慢與操偶師的小手臂上下來回擺動有關，擺動越快，戲偶雙腿擺動也越快。

我們實驗得知影響光傳輸聲音因素有：發射端的音源與接收端太陽能板的接法、發射端感應線圈的圈數、中間使用的介質、發射端的光源、太陽能板的選擇，均會影響聲音傳輸的效益。 經實驗發現要有效光傳輸聲音條件: 1. 發射端的音源要使用串聯，且正極要接接地，電感要接左右聲道，接收端太陽能板正極與接地相接，負極與左右聲道。 2. 發射端感應線圈建議使用圈數10圈且口徑為3cm。 3. 當發射端與接收端越接近且中心線左右徧移10度皆有良好效果。 4. 白光屬於短波的光源效果比長波的效果好。 5. 接收端太陽能板建議使用3V單晶矽效果最佳。 以上發現應用於學校國學情境區導覽時，學生可以由簡易的設備聽到介紹與說明。