第42屆--民國91年

每天上下學，總會經過綠意盎然、擁有百年歷史的「楓香林蔭大道」。它曾經生氣盎然，卻也曾因為柏油水泥的覆蓋而瀕臨垂死﹑奄奄一息----一直到聽了張聿文里長的解說，我們才知道樹木醫師楊甘陵先生為楓香大道的樹木診斷、治療的經過，同時也發現使楓香再次活過來的神奇寶貝----「植物氧氣筒」（見圖1）。令我們好奇的是：筒裡到底藏有什麼祕方可以使植物起死回生?日常生活裡能不能自製簡易的替代品？如果可以的話，這個技術經過推廣是否可以多救活一些樹木？這些問題深深吸引著我們。

一、在製作橡皮筋動力車時，最重要的是要注意車輛結構及其動力來源：(一)車輛結構：1.車身製作：所選擇的竹筷子必須筆直，鎖小螺絲釘前須先鑽洞，否則會影響車身的結構強度。2.輪胎與輪軸的製作：(1)吸管要略粗於竹筷子(2)輪胎與輪軸要確實做到90°緊密結合(3)必須確實找出輪胎的中心點，以減少晃動的情況。3.組合輪胎與車身：輪軸必須和車身呈90°垂直。(二)動力來源：本實驗所使用的動力來源為「橡皮筋的彈力」，將橡皮筋的一端固定於車子的前端，另一端則勾在後輪輪軸上的小螺絲釘上，當車子出發後，橡皮筋要能從小螺絲釘上自動鬆脫，否則會對行進中的連子造成相當大的阻力。二、後輪輪胎的大小：後輪輪胎的大小，對於車子行進的速度與距離有絕對的影響，後輪直徑愈大，行進距離愈遠，但速度卻愈慢。三、後輪輪胎的材質：在第三階段的實驗中，我們改變後輪輪胎的材質，探討何種材質的輪胎，會使得車子在軟木墊的跑道上跑得最快、距離最遠。四、後輪輪胎的重量：輪胎的重量不可以過輕或過重。過輕易產生空轉的現象；過重則橡皮筋會無法帶動後輪。五、車身重量：由於本身車子的動力固定，在車身重量增加時，會造成動力不足的現象，間接而影響到車子行進的距離與速度。

在一次至羅東溪邊烤肉的戶外活動中，發現溪旁的石頭大多比手掌小，有位同學憶及他曾在較上游之處戲水，其溪旁的石頭大多有手掌大。教科書上寫著：「在河流上游沉積物顆粒較大，隨著向下游漸行，其沉積物顆粒漸小。」而真實的情況真是如此嗎？其顆粒大小差異有多大呢？河水的淘選能力又是如何？

本研究的目的在於研究傳統式皮數桿(2)(7)，並針對其缺點加以改進。在研究的過程中，發現傳統式皮數桿有諸多的缺點。例如：皮數條須自行刻劃容易造成誤差，垂直度校正須用水準尺加以校正較為麻煩，製作的過程中也較為費時費力，而拔除洋釘時也易造成地面上的破壞，還有材料上的損耗、收藏不易、熱脹冷縮易變形等缺點。因此，藉由此次科學展我們將利用測量實習(1)、泥工實習(6)(7)(9)(10)、木工實習(4)(11)及基本力學(8)之所學，加以改良皮數桿。

一、 據世界氣象組織（WMO ）的監測結果發現，全球臭氧層破洞也就是臭氧洞，有持續擴大的趨勢。所謂「臭氧洞」並不是真的天空破了洞。臭氧是具殺傷力的太陽紫外線的強烈吸收體，因此是地球上生物的保護神之一。當天上的臭氧的量大量減少時，可以穿透臭氧層而到達地面的紫外線自然增多了，而對生物生存的威脅自然就增大了。這種保護效果減弱的情形，就像臭氧層破了一個洞一樣，故名。下圖是1979 年十月在南半球上空的臭氧總量（單位為 DU，Dobson unit，為將大氣各層所含的臭氧，換算成攝氏零度、一大氣壓下的厚度，以0.001cm 計算，例如1DU 相當於0.01 毫米），由圖上看，此時臭氧量最少的地方是在南極洲上空，最小值為220 DU。 臭氧洞變大的現象也使得地球表面所接收的紫外線（UV-B ）量增加了;現在我們將大概的述說紫外線。自1801 年紫外線被發現以來，經過近二百年的研究、發展、實驗，現在對紫外線之運用已極為普遍。一般可見光之波長大部分分布在400?730nm 之間，在730nm 以上波長者是為紅外射線，在400nm 以下波長者為紫外射線紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在於光譜紫外線端的外側，故稱之為紫外線。紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在於光譜紫外線端的外側，故稱之為紫外線。它是一種光波，依據不同的波長範圍，被劃分為Ａ、Ｂ、Ｃ三種波段，其中的Ｃ波段紫外線波長在240?260nm 之間，為最有效之殺菌波段，波段中之波長最強點是253.7nm。紫外線主要作用於微生物的核酸、脫氧核醣核酸(DNA)、核醣核酸(RNA)等，導致其被破壞，對蛋白質及其他生命物質亦產生一定之作用力。太陽光是最大的紫外線幅射源，但是經由電離層、臭氧層等之隔離後，剩下能到達地面的，主要是Ａ、Ｂ波段，能殺菌的Ｃ波段則非常微量也因為如此，當太陽很大時，紫外線指數也變得很大，我們的皮膚也因此受到傷害，人類皮膚對紫外線的反應，在急性反應方面：一、造成皮膚發紅、疼痛。二、造成曬黑反應，這種曬黑反應雖有利於日後對曬傷的預防，但對注重美白的淑女們而言卻是惱人的問題一件。三、增加表皮的厚度，此反應對日後曬傷亦有保護作用。在慢性反應方面：一、老化，長期曝曬在紫外線中，會導致皮膚早些老化。二、癌前期及癌症變化。以上皮膚對陽光的反應中，以曬傷及慢性反應是我們需要盡量避免。另外紫外線曝曬過量亦會造成眼睛白內障及免疫系統之病變。如何可以立即檢知紫外線的存在，以及其曝曬量，作為我們防曬的警覺與準備，驅使我們製作一個紫外線感測器，用來測量紫外線照射量在何時何地最強，其分布情形，並能顯示其指數大小？這是我們將探討的部份。二、 使用相機拍照時，不論數位或是傳統型的常常要考慮光線、曝光量是否充足，以往大部分都是使用者依靠經驗來判斷，但不一定是很準確的，所以我們必須依靠測光儀器來輔助測量，以此曝光量來選擇適合的光圈與快門組合，以協助攝影人員對特殊效果的配合，再由經驗來判斷或調整，這樣也可以達到一個比較好的拍照品質，減少錯誤嚐試的機會。三、 健康是一切的根本，但是近年來我們發現學童的近視不斷的加深，除了是學童時常看電視或是打電動等不當習慣以外，我們發現光線不足與燈具的照度閃爍波動的問題也是使學童近視加深的原因之一，驅使我們去探討不同照明燈源，包含日光燈、檯燈、白幟燈、CRT 螢幕、LCD 螢幕等，其照度變化情形，比較其差異，提供我們選購燈源的重要參考依據，以照顧學童視力健康。

在這篇研究報告中，利用結蘭膠遇二價金屬離子產生凝膠的特性，結合碳酸鹽和酸的反應，設計成一個發泡小粉圓，不但趣味性高、食用價值高，而且能以此來做定量分析。利用小粉圓中產生的二氧化碳至某個量時，會將小粉圓帶到液面上，來測量所需的時間，分別就反應溫度、碳酸鈣濃度、檸檬酸濃度、反應物碳酸鹽種類和不同酸種類等方面，測量小粉圓上浮的時間。以時間倒數的大小表示反應速率的快慢，經過分析，證實了理化所學到有關反應速率的知識，反應溫度升高，反應速率加快，反應物濃度升高，反應速率也加快，至於反應物種類，溶解度大的鹼土金屬碳酸鹽的反應速率大於溶解度小者，而強酸的反應速率大於弱酸。一、將小粉圓溶液滴入檸檬酸溶液中二、小粉圓形成且都沉在燒杯底下三、一段時間後小粉圓開始浮上來四、發泡小粉圓形成且全都浮在液面上

曾經看過有人作矩形的撞球路徑問題，希望做進一步的推廣。

在傳統的離子移動實驗中，我們常以濾紙當做離子移動的界面，但實驗過程卻不盡理想。另一方面，根據文獻資料提到，其實洋菜膠也可當做離子移動的界面，因此我們便嘗試尋找一種適合離子移動的界面來探討離子的移動速率及相關實驗－－我們找到最適合離子移動的界面及條件是：2%的洋菜膠含有0.05M 的硝酸鉀溶液，在12V 的電壓下進行，離子溶液的濃度採用0.50M。並且，藉此實驗我們亦可探討許多不同的變因及影響，找出最適合的實驗模式，加以應用在課本的實驗中。

在上鄉土課時發現同一條河的兩條支流，一條叫清水溪，一條叫濁水溪，引發我們的好奇而想探討，為何相隔一個山丘會有如此南轅北轍的溪名呢？於是我們拜訪大坑耆老、蒐集資料，設計以濁度計檢測河水濁度、過濾河水沉澱物、土質沖刷、實地勘察等研究方式，了解大坑清水溪和濁水溪溪名的由來。研究結果顯示影響溪水濁度的因素有：河水含砂量、河床高度、河岸地質、河床沉積物、植被種類等。實驗過程除了能了解溪名由來，也可以將所學的知識和技巧運用於生活的自然環境中，進而關懷我們的鄉土。

老師以前讀書時的老同學，到校拜訪老師，適逢我們幾位同學有問題請教老師，老師的老同學隨興就送我們每人各一雙他生產的飛行鞋，並提起他外銷美國業績不錯，但始終未能通過歐洲安全認證，以拓展外銷歐洲市場，而引發我們從事改良飛行鞋的念頭；於是我們朝縮短受力的半徑，增長支撐力的半徑及用雙邊支撐之方向將飛行鞋改良，不僅通過歐洲安全認證，且已獲得德國新型專利〈期限十年〉，給了我們無比的信心。又試溜了飛行鞋，感覺比溜直排輪鞋效果還要差，所以我們提出研發多功能休閒鞋的構想；經由多次試驗研究出按鈕式多功能休閒鞋；雖能達到預期的某些目標，但是仍嫌機構複雜、零件數量太多，所以引發尋求更簡單之設計的動機。