第42屆--民國91年

在台灣，大部分家庭中都蠻重視飲用水的品質。R.O.逆滲透雖然能過濾掉水中所有的雜質，但是它把所有人體需要的微量礦物質也都去除了，所以對人體雖然沒有壞處但也沒有好處。而甲殼質除了可以去除大量的有機物並保留少量人體需要的礦物質之外，還可以去除重金屬、油脂、防霉抗菌、、、等。目前市面上的濾水器大都是由科技合成的濾心，而這些濾水器的濾心從製造到丟棄，對我們的環境都是一種負擔。所以我們想利用一種自蝦蟹殼抽取出的無污染、可再生及可循環利用的甲殼質，組合出適合我們使用的甲殼質環保濾水器。所以我們利用身邊隨手可得的蝦蟹殼及寶特瓶自製簡易濾水器。辛苦的得到甲殼質後，發現它的濾水效果非常好，既可以廢物利用又可以再回收使用，確實達到環保的要求。

我們設計這個實驗目的在於探討扯鈴運動的時候，不同的繩子種類與鈴運轉所產生的聲音兩者之間的關係。並觀察繩子的材料與扯鈴速度的是否有關聯，向縣政府環保局商借分貝計來測量扯鈴的聲音大小並觀察扯鈴運動同一時間內聲音的分貝分佈情形，再請老師將資料用 Excel 加以分析之後，我們觀察圖表找出最合適的繩子加以改良，透過添加各種物質的方式讓繩子能夠容易扯鈴而且最快將聲音扯到最大聲，增加初學者的信心，以求發揮扯鈴的最大效能。

由防颱沙包衍生的防水研究構想。我們模擬瞬間遇豪雨的水流狀況，以沙包進行阻擋洪水沖淹的實驗，以尋求更有效的防洪阻水方法。第一部份以固定數目的沙包，進行不同的堆積方式－單、雙排列、平放、橫放及交錯排列，測試擋水效果。結果顯示平放排列，平躺交錯及側平躺交錯的堆積，較直立的排列有較長的擋水時間。第二部分增加至雙倍的瞬間降雨量，達每分鐘約40 公厘，結果發現唯有側平交錯的堆積方式，可爭取最長的擋水時間，而匯水量亦低。第三部份更換沙包的內容物，加入土壤，以較佳的排列方式進行阻水研究，發現土包的擋水時間較沙包短，但是吸水性好，雙排土包的堆積可達未滲水效果。第四部分以水壩建築的構想，進行金字塔形的堆積方式測試阻擋洪淹，然而可能因為沙包是可朔性的，如此金字塔形反而使接觸水的斜邊，結構較為脆弱，使擋水效過不彰，所以不建議使用金字塔形的堆積。經由我們的研究結果，希望提供給大眾參考，在豪雨期間之防洪，發揮沙包的最佳功能，以爭取逃出時間及減少財物的損失。

臺灣堪稱世界溫泉博物館，從溫泉、冷泉到各式各樣的溫泉源頭，不但質好、量多、種類齊全更勝於日本，故臺灣可說是溫泉國家。本（宜蘭）縣內即有二處聞名國內外的溫泉景點，一為礁溪溫泉、一為蘇澳冷泉。溫泉為本縣之最重要資源，本次科展特以縣內溫泉為主題，對縣內之礁溪溫泉、蘇澳冷泉進行研究分析，進而開發具本地鄉土風格特色之特產品。

豔陽高照的夏日，暖風徐徐吹來，幾個同學相約到淡水一日遊。「有緣，無緣，大家來作伙，燒酒喝一杯，呼乾啦！呼乾啦！??」，我們哼著「流浪到淡水」，把汽水當酒，雨傘當樂器，走在紅樹林旁，別有一番風味！\r 走著走著，發現一條秘密小徑，心裡想著：「它會帶領我走向秘密花園嗎？」一夥人覺得好奇，當起「台灣探險家」，沿著清幽小徑走進去。「哇！你看！那不就是水筆仔嗎！」「還有，還有，你看！那是招潮蟹耶！好可愛喔！」我們像是井底之蛙，看到外面不同世界，是如此興奮與驚訝呀！一會兒，一陣慘叫??「啊！快來救我，我陷下去了！」在一旁神氣的小康說：「活該，誰叫你要跑到離河面那麼近的地方。」剎那間，疑問有如弓箭般射進我的腦袋，「泥土的軟硬度，和沈積物的顆粒大小、距河遠近，有關連性嗎？ \r 於是，大家便想到，在地球科學課程第三章的課程中，老師曾經帶著我們討論許多有關地貌改變與平衡的過程，例如在3-1「壯麗山川的成因」中，曾提到「流水具有沖蝕力，能將流經的地方沖蝕成小溝渠」也提到「流水就像雕刻刀，能將流經之處的岩石侵蝕下來，並藉著河水搬運到更下游」、「沉積岩可以依組成的沉積物顆粒大、中、小就分別成為礫岩、砂岩及頁岩」老師並進一步說明在沉積物沉積的過程當中，當地質營力越大的時候，沉積的顆粒就越粗。而在3-2 的課程中，老師也教我們河道的平衡，讓我們了解河口的地形對整條河流而言是以沉積作用為主。在3-3 的課程中，老師也教我們有關海岸線平衡的知識，「河流不斷帶來沉積物出海，而海浪及沿岸流又不斷帶走泥、沙等沉積物，如果帶來的泥、沙比帶走的多，那麼，海岸線就向海的方向移動，反之則向陸的方向移動」，這個地方雖不是海岸，但出海口相信也受到類似的營力作用影響吧！ \r 「哇！這個地方的沉積特性好像都跟我們課本所描述的內容有關，可是又更複雜了些…」大家的心裡都暗自想著…。所以大家想利用這次科展的機會，來作這個實驗，印證三年所學的成果。或許當我們分析淡水附近沈積顆粒分佈情形之時，會從其中瞭解到造成這些沈積物顆粒大小分佈營力變化的關連性，展開我們的「淡水充實之旅」，旅途雖長，但我們並不怕苦，有毅力的堅持到最後一秒，正是所謂科學家的偉大精神！\r

在 921 大地震時，我們發現牆壁上沿著磚塊出現了許多裂痕，這些裂痕有些會貫穿整面牆，有些則否(如圖一)，因此引起我們的好奇心，隨後在我們找尋資料的過程中發現，美國國際科展大會獎第四名(美國大學數學系特別獎)的作品〝磚塊堆疊問題之研究與探討〞中有討論用1×2 磚塊填滿m×n 矩形能排出無缺陷線圖形方法數之範圍，但未進一步討論用1×2 磚塊填滿m×n 矩形之所有方法數，因此，展開了我們一連串的研究之旅。

一、由課本的因數倍數研究起，進而探討 100 以內質數的倍數之識別法，並將質數依個位數的不同，分類成個位數為 1、3、7、9 四種，最後整理歸納出任一質數的倍數識別法。二、若有一數目 x，可表示成 10a＋b 的形式（其中 a 為任意正整數，b 為個位數），則欲判斷其是否為質數 p 的倍數時，其識別法如下：（一）當質數的個位數為 1 時，只要判斷〝a－（p-1/10）b〞是否為質數 p 的倍數即可。（二）當質數的個位數為 3 時，只要判斷〝a＋（3p+1/10）b〞是否為質數 p 的倍數即可。（三）當質數的個位數為 7 時，只要判斷〝a－（3p-1/10）b〞是否為質數 p 的倍數即可。（四）當質數的個位數為 9 時，只要判斷〝a＋（p+1/10）b〞是否為質數 p 的倍數即可。

本研究探討高頻電磁場作用對單元細胞生命體作用的影響與電磁屏蔽環境的保護效能。實驗研究使用酵母菌和雄雞精子，施加 20KHz 至觀察電磁輻射對動物精子和菌類生命活動各有何影響。本實驗比較乾酵母菌粉與潮濕活化酵母菌受電磁作用狀態，以瞭解休眠狀態中的生物體對電磁波有沒有保護作用。進一步使用鐵磁性金屬與非鐵磁性非金屬物質，作成完全密閉及部分遮蔽容器，探討電磁屏蔽環境的保護效能。歸納實驗觀察結果得到：(一)受電磁場作用的潮濕活化酵母菌比沒有受電磁場作用的酵母菌，對葡萄糖溶液的發酵能力明顯減弱。(二)電磁場作用在乾酵母菌粉，對葡萄糖溶液的發酵能力有點變弱，但是並沒有明顯衰竭。(三)施加電磁場的雞精子生命活動力明顯地比沒有施加電磁場者還要弱。(四)施加較高頻率電磁場的雞精子生命活動力比施加較低頻率電磁場者易提早衰竭。於電磁屏蔽環境實驗結果歸納得到：(一)使用鐵磁性金屬完全密閉容器，能有部分電磁防護效能。(二) 鐵磁性金屬之部分遮蔽容器，會有些許電磁保護功能，但是並未十分有效。(三)非鐵磁非金屬之紙黏土物質作成完全密閉及部分遮蔽容器，則幾乎不具有電磁保護作用。上述結果近一步結論：(一)電磁波輻射對動物精子和菌類的生命活動力都有負面影響。(二)休眠狀態中的菌類生物對電磁輻射具有明顯的保護作用。(三)較高頻率的電磁場會對動物精子活動力造成較高的衰竭影響。(四)使用鐵磁性金屬作成完全密閉容器，才能有良好電磁作用防護效能，而作成部分遮蔽容器，則未具有完全保護作用。另外，本實驗還發現，電磁場作用對動物細胞造成生理機能的破壞，是隨著電磁場作用的時間漸漸累積而衰微，並不是突變式的破壞。這告訴我們在使用方便的無線通訊和高速電子運算的時候，除需避免長時間曝受高頻電磁場作用外，應該留意如何有效屏蔽或減少電磁場的作用。

我們在課堂上做完理化第三冊的”電解硫酸銅溶液”實驗中學得在電極的化學反應是如何發生的，但實驗後，這些硫酸銅溶液回收上的處理很是麻煩，鑒於環保的問題，於是與老師討論，能不能以最少量的硫酸銅溶液達到電解的效果，老師告訴我們前幾屆的學長也有想到此問題，於是就設計了一套方法，就是用銅片作電極，直接在濾紙上加入硫酸銅溶液進行電解，我們跟著去嘗試，果真有很漂亮的銅析出，就在此時，吳同學無意間拿了一個銅片放在兩電極的中間，奇怪的事情發生了，不但原本的負極上有銅析出，而放置中間的銅片在靠近正極的那一面沒有接上電源卻有銅析出，另一面則否。圖(一)這究竟是怎麼一回事？引起我們的好奇和興趣，因此，我們就著手設計本實驗，探究其原因。

(一)先利用座標幾何導出過三角形內或外一定點的面積平分線公式，再利用尺規作圖，作出其面積平分線。(二)對於求作過四邊形內或外一定點的面積平分線，我們也是先利用座標幾何討論出其面積平分線交於那兩邊，然後再把原點選在適當位置，使計算較為容易，而導出其面積平分線公式。類似(一)，我們再利用尺規作圖，作出其面積平分線。(三)對於求作過多邊形內或外一定點的面積平分線，我們也是仿照(二)，先決定面積平分線交於那兩邊，然後再將多邊形轉換成相等面積的四邊形或三角形，再利用(二)或(一)的方法處理之！(四)當我們利用座標幾何判斷出面積平分線交四邊形或多邊形於那兩邊(見(二)及(三))後，亦可利用另外兩個方法求作其面積平分線：面積座標法(見附錄A)及綜合幾何法(見附錄 B ) 。