第42屆--民國91年

現代人飲食豐富， 在大肉大魚的情形下， 容易造成血液酸化或營養過剩， 而衍生一些身體不健康的狀態， 因此如生食療法、有機蔬菜、食膳療法等因應而生， 這些方法在醫學臨床上得到驗證， 且經推行與實施穫得相當的成效， 在上述方法中芽菜是一種不可或缺的食物材料。因應加入WTO 對農業的衝擊， 以自動化及一貫化植物工廠栽培芽菜， 以省工與及時性提高競爭力， 降低芽菜的栽培成本。本研究之感溫自動灑水系統在功能上已達到可自動供給芽菜栽培時適時適量的水分， 省去人工澆水的不便及判定澆水量的困擾， 同時縮短芽菜栽培的時間，另外簡化生長器使得栽培的準備工作省去一些不便， 如土或沙等栽培介質或漂浮水培的貯液準備的不便， 另外本系統如用於家庭栽培甚為方便， 同時亦有利於植物工廠的發展應用。

長久以來植物生理學家探討高大樹木如何將水分運送到頂端，其中最主要的理論包括根壓，毛細作用，蒸散作用以及內聚力理論。1914 年H. H. Dixon 所提出的理論結合了蒸散作用與水的內聚力，其理論主張水在木質部內移動的驅動力是來自葉片蒸散所產生的張力和負壓。水如一層薄膜覆蓋在葉肉細胞的表面，當水分因蒸散作用而散逸至大氣中時，水膜即退到相鄰細胞的細胞壁間，這個現象造成顯微的曲線表面，因而產生葉肉細胞內的負壓，將木質部的水分向上拉升。 由於在高中物理中，我們學到有關表面張力計算的技巧，因此在閱讀有關植物生理學中上述的理論時，我們發現作者引用的為一「球狀曲面」的表面張力公式，並且書中對於水膜凹陷產生負壓處是在海綿組織細胞的表面。我們以為負壓產生的位置主要是在維管束鞘表面，且水面的凹陷形狀應為「圓柱曲面」，在本實驗中我們以高中物理表面張力計算的技巧重新導出適合圓柱曲面，水膜形狀下的負壓大小，設計一個模擬實驗印證公式的正確性後，我們以一個豆科植物的電子顯微照片為實例，估計此一水分輸送的合理高度，發現所能輸送的高度約為3.7 公尺高！

我們進行理化實驗時，發現在雙氧水中加入二氧化錳將快速分解產生氧氣，且能以排水集氣法收集氧氣；但需要添加多少的二氧化錳和雙氧水才恰當？除了二氧化錳外是否有其他的催化劑呢？到底影響雙氧水分解因素有哪些呢？這些疑問促使我們想要更一步設計實驗研究，並設計製作簡易優良的雙氧水反應器，以節省藥品用量，且有效的進行燃燒實驗，符合實驗環保化的要求！

將實驗室現有的器材及日常生活中可回收利用的材料，自製小型水耕容器來「了解鹽化的水質對農作物生長的影響」。自製長型凹型管可「模擬抽地下水致海水入侵的情形」。以側漏圓柱型水壓比較管及模擬地層實驗槽能「了解超抽地下水及過度人為開發導致地層下陷的情形」， 設計模擬沿海地區狂風下雨、海水倒灌的模型箱能「警示人為恣意破壞環境的惡果」，自製簡易太陽能蒸餾器及逆滲透裝置以「了解海水淡化的原理」。

我們首先解決自然課中顏色水擴散實驗遇到的沉澱問題，在觀察顏色水於清水中的擴散現象時，由於顏色水的沉澱效應，造成擴散實驗觀察的困難，藉由調配適當量的酒精於顏色水中，可以方便解決相關問題。另外課堂中有關影響顏色水擴散快慢的因素實驗時，對於擴散快慢的比較，同學們很難有一致的看法，我們便設法對此加以釐清，並提出操作的建議。最後把影響顏色水擴散特性的結果，擴大應用在蛋膜的滲透作用上，就溫度與濃度兩因素而言，它們對滲透速度也有明顯的影響。

本研究主要探討菠菜、萵苣、A 菜在壤土、泥炭土、混合唐山石之泥炭土等三種有機栽培介質中的生長情形。研究結果有四點發現(1)菠菜在三種栽培介質中，尤其是在混合唐山石的泥炭土中，生長情形最佳；(2)萵苣在三種栽培介質中，尤其是在混合唐山石的泥炭土中，生長情形最佳；(3)A 菜在三種栽培介質中，尤其是在混合唐山石的泥炭土中，生長情形最佳；(4)在有機栽培蔬菜條件，同樣的控制變因之下，三種蔬菜在混合唐山石的泥炭土中，生長情形是最好的。研究者也依這四項發現，對壤土、泥炭土、混合唐山石之泥炭土等三種有機栽培介質之孔隙度、滲水性、涵水性、酸鹼性做更深入的研究。研究結果發現，蔬菜在三種栽培介質中，以混有唐山石之泥炭土介質生長的最好，其主要的原因是唐山石具有孔隙度最大、滲水性最佳、涵水性也最好、呈中性的特性。

本作品在於觀察指紋的產生、消失，並探討性別、年齡及環境對指紋消失的影響。實驗中並利用粉末法、磁粉法、硝酸銀法及電鍍法來顯現指紋，並探討各種方法的適用性及優缺點。

我們由百科全書上看到風洞的介紹，和汽車外形不斷在改變——漸趨流線型而引起我們的興趣，便參考資料著手製作小型的汽車風洞模型，再利用此風洞模型探討不同造型的模型汽車，對風阻的影響以及模型所受水平風壓的研究。一、製作小型的汽車風洞模型原先的汽車風洞模型為抽氣裝置，但由於風扇太小，且氣流不甚穩定，後來在拆船貨中找到一個強力風扇，且找到一個0 V ~ 260V 的變壓器來控制風速的快慢，於是製成第二個吹氣裝置的汽車風洞模型。後來又為了研究水平風壓又改良製作了第三種風洞。二、測試不同造型的汽車模型在風洞中的情形1. 我們將電子天平置入風洞模型的測試段中，當風扇開始運轉時才歸零，我們測試了6 輛模型汽車，分別在車頭、車尾和側面迎風時，所受的阻力大小，阻力的測量方法，是以在風洞中所測得的重量減去原始的重量，由其重量變化的百分比，來說明風阻的大小。2. 但可能由於車子重量太重，故重量變化的百分比亦不大。三、改採小台(重量較輕)的汽車模型在風洞中來測試雖然車子的重量減輕，但也因其受風力的面積減小，所以，車子重量變化的百分比亦不大。於是著手進行用保麗龍製作模型車。四、將不同形狀的物體吊於風洞中，測試水平風壓的大小將保麗龍球、蛋的模型、正立方體盒子和自製三台漸趨流線形的保麗龍模型車以進行水平風壓的實驗。五、製作一概念車根據水平風壓的實驗數據，找出哪些形狀風壓最小，再進行製作概念車，實驗結果發現自行製作的概念車無論風速為何，風壓都能夠很穩定。

在“科學教育月刊第212期（1998.9）”裡有一道題目“一則幾何問題”，在文章的最後作者建議讀者可進一步利用動態幾何軟體 Geometer Sketchpad （GSP） 來處理、探索這有趣的幾何題目。當我們看到筆者如此的建議，便詢問老師這套軟體，並央求老師指導我們。起初我們只是認為這套軟體好玩，可以讓幾何圖形移動，讓以前只能存在心中的轉動、移動或疊合之類的幾何變換都然能真實地呈現在我們眼前。但當我們再利用GSP深入此問題時，我們竟發現了一些出乎我們預料卻蘊含規則的結果。於是我們就再請教老師，並做了此份探討與研究。 \r 我們做此份研究事先並沒有預設目標。憑著好奇心，在亂中發現、尋找規律。也多虧有此套軟體（GSP）的實際操作，讓我們的發現以致於猜測都可以得到初步的檢驗，而終究才有結論。總而言之，這份研究可說是在好奇、探索與驚呼中走過。\r

鋅銅電池「細水長流」的放電方式，一直是實驗中令人詬病、疑惑的地方，也是我們最想去改善的狀況。在這個研究中，我們嘗試尋找各種可能影響鋅銅電池放電效率的變因並建立最佳的實驗控制條件，好讓鋅銅電池的放電效率得以改善。經過一連串的實驗，我們歸納出一個很重要的結論：「水溶液的導電程度，特別是跨接鹽橋的狀況是影響鋅銅電池放電效率的最重要因素」。而在研究中，包括使用「多重鹽橋」、「跨接銅片」、以及「提高鹽橋溶液濃度」等做法，都對鋅銅電池的放電電流產生了最明顯的改善效果。不過，必須一提的是：硫酸銅溶液顏色的消褪，仍然是相當緩慢的反應，有待我們繼續努力去研究！