第43屆--民國92年

這是一個兼具生活創意與實用的研究與製作，將經由生活上感受的事物衍生的「idea」，藉由實驗測試與製作轉化成一個實體，它能改善我們於日常生活中使用上的諸多不便，此即研究的動機與目的之所在；而作品名稱「天上掉下來的 － 鬧鐘」，亦取材自研究目的中故事的結尾一詞。 研究過程在市場訪查完成後開始，從擬定工作項目與工作分配、工作期程與進度、工作流程，繼而展開研究暨實驗測試和模擬執行與偵錯、電路繪製與PCB板佈線、控制程式流程與內容之撰寫，最後再完成電路製作與裝配成型等等，並以較多的圖表或圖片替代繁多的文字敘述來表達。 研究結果顯示完成的各項功能與特性，符合了我們原先預期的目標；而討論中，乃針對研究過程中產生的問題之解決或因應方法加以說明，包含有一、I/O如何同時兼具輸出與輸入之功能？二、如何達到控制喇叭音量大小的變化？三、如何將程式簡化？等等。最後結論裡，表達了我們對此研究製作結果的期許，和對整個製作歷程經過的心得與感受。

中國人的飲食文化和『酒』有著相當大的關係，原本每瓶 20 元的米酒現在要花 130元去買，未來加入世界貿易組織以後，則可能要 185 元，政府實在要多用心，以免消費者都買、賣私釀米酒，如果誤食了假米酒更是得不償失。

看著龐大的垃圾車，我們都很好奇這些垃圾到哪裡去了，為了瞭解我們居住的中和市其垃圾的去向及污染問題，特別利用文獻的研究（資料收集）、訪問法、實地勘查、現場採樣以及實驗檢測等方法深入瞭解中和垃圾對環境的種種相關影響。再看著偌大的垃圾車，心中一陣好奇，也希望能更瞭解有關垃圾對環境影響的資訊，經過多次討論後，我們便利用得到的資訊，從其中鎖定目標“中和鹿寮坑垃圾場”，後來更去實地探勘，且在現場採樣後進行實驗檢測，以深入瞭解中和鹿寮坑垃圾場污水對環境之影響。

本專題製作旨在應用印表機並列埠端來控制家中電器用品及監控門戶安全，學習如何應用模組化的程式理念來設計具有人工智慧的程式，透過 Visual Basic 程式顯示圖形化介面，並且讓使用者可以輕易透過「網際網路」來控制電器，並了解門戶安全之情形。在硬體方面採用電路模組化套件之觀念，將本專題硬體結構分為主電路模板、電源電路模板、感測電路模板等三大部分，以便硬體能夠具有開發快速、維修簡單及再使用性。本系統包括了下列五大功能：一、 網路遠端控制家電（即時與定時控制）二、 門禁監控三、 雨天監控四、 火災監控五、 光線監控六、 防盜監控此專題利用 Visual Basic 程式為主控畫面，在家用電器控制部份，系統程式透過 I/O 函式庫將 0 與 1 的訊號傳給印表機的並列埠的接腳，再利用 D 型栓鎖正反器將訊號傳給繼電器後，即可達到家用電器的控制。在居家安全監控部份，利用外部的感測器 ON 及 OFF 的狀態（如大門被打開時，磁簧開關為 OFF 狀態），由電腦用 0 或 1 的數值予以記錄下來而儲存，透過程式以圖形反應在電腦螢幕上（電腦出現大門開啟的圖示），並使用語音來提醒使用者，讓使用者能夠方便了解目前家中狀況。家電控制暨居家安全系統具有七大特色：一、 適用於一般個人電腦或筆記型電腦。二、 即時監控、一目了然。三、 安裝方便、免拆裝電腦。四、 電路簡單、維修容易。五、 圖形介面、操作容易。六、 具有預約定時開關的功能。

本作品所要探討的重點在於研究各種無機化合物與產生晶體的形狀、單晶機率相連關係，以及在各種變因下，探討晶體的生長過程，是否能達到完美的地步。這份研究分為三部分，第一為小小晶體製造廠，第二為近朱者赤，近墨者黑，最後第三則為家規、校規與「晶」規。第一部份主要研究晶體的生長習性，即在各種變因之下，觀察如何影響晶體的生長與厲害程度，我們的變因分為三大項，分別為溫度、雜質與破損，設計實驗來觀察晶體的改變並推論。第二部分以染色為目標，使用不同種類與顏色的染色劑，試著在晶體生長中改變透明晶體之顏色，這個主題純粹以創造、新穎為目的，觀察在何種情況之染色劑下，晶體不旦能達到染色的目的，同時能保持色澤優美晶面完整的狀態。第三部分以研究晶體晶型為目標，分別分類同種元素構成之化合物，再讓其化合物結晶，觀察其生成的晶型是否相同或不同，來瞭解到晶體形狀的相互關係。透過實驗進而瞭解培養晶體時所要注意的變因，以作適度的調整，來達到「心想事成」的地步，為這次實驗的共同目的。

方位，一直是人們外出時最需要的重要工具之一。幾千年來聰明的祖先們發現自然界有許多方法可以用來判別方位，像是北極星、樹的年輪、苔蘚類植物生長的疏密.....等，而指南針的發明，使我們在外地迷路時，可以很方便找到方位，辨識回家的路。後來祖先們又發明了羅盤以應付航海上更精密的方位需求。可是當我們在野外沒有攜帶指北針，又沒有植物等自然方法知道方位時，「時錶法」就是一種不錯的方法。它所測出來的方向比植物更準，因為利用植物所指的方向只是一個大概，而時錶法所指的方向比較正確。那比較正確，就表示時錶法沒有誤差嗎？錯，經過和指北針比對後發現時錶法仍然有誤差。那是什麼影響時錶法所指的方向錯誤呢？有什麼輔助工具可以把誤差減到最小呢？這就是我們要研究的主題「時錶法的校正」。

關子嶺淙淙橋是地層、岩石和礦物野外考察的理想地點，本研究主要是藉由實地的考察及實驗室的觀察，以了解淙淙橋土石流區的岩石散佈情形及岩石種類。研究發現這裡的土石堆主要是石灰岩、泥質砂岩和頁岩所組成，最下部岩石裸露較多，最上部多數被崩落的表土所覆蓋。這裡的石灰岩有顏色及組成的不同，顏色以帶鐵銹色及灰色最多，組成的石灰岩有夾帶生物碎屑、包有礫石、包有完整化石(海綿、珊瑚和貝類)、包有砂岩及頁岩等。本研究主要的結論有以下七點：1. 淙淙橋崩落的石灰岩應該是來自於麒麟尾，與枕頭山的石灰岩類似。 2. 比重較小的石灰岩放入水中會有很多的氣泡；所採集的石灰岩和方解石滴上鹽酸都會起泡泡。 3. 淙淙橋的土石量約有40萬立方公尺，但較正確的估測應看實際的土石厚度而定。 4. 表層裸露的土石在大雨之後有部份的改變，除了較重沒移動之外‧每次的考察都發現地表的奇岩怪石都不同程度的改變，如搬動、侵蝕、破裂等。 5. 砂岩的岩石裂痕比石灰岩有規律，有平行的破裂和「丰」字型的破裂。 6. 石灰岩的主要礦物是方解石，發現的結晶主要在石灰岩體或被包於砂岩裡，和石英最大的不同是加鹽酸會冒泡泡。 7. 淙淙橋出現的礫石、珊瑚及貝類化石，推測當時的地質環境可能是溫暖的淺海或海邊。 關子嶺淙淙橋是很奇特的石灰岩土石流地形，裸露的岩塊以最下部較多，最上部多數被表土覆蓋，隱藏的秘密還有很多，可再進一步的研究。

一、 本實驗最大特點在於使同一個實驗模式，從事三個不同的研究，分別是雙氧水分解反應的研究；金屬克當量的測定；及分子量的測定。二、 在本研究使用三種不同催化劑，以 PbO 存在下的活化能最低，Fe存在下的活化能最高，實驗結果顯示雙氧水的分解，以非勻相催化劑的效果較佳。三、 經本研究發現，雙氧水把 Fe氧化成 Fe，再由 Fe催化未反應的雙氧水。此結果與教科書上所言不同，我們感到這是個有趣的發現。四、 本研究所改進的金屬克當量實驗，操作上更方便容易且能快速的得到實驗數據，而實驗誤差也都在 2%以下，故不失為一個準確的實驗方法。五、 本研究所應用的分子量測定實驗，不需精稱反應物的用量，方法非常方便。

間歇泉是一種十分奇特的地質景觀，地下水受到火成岩入侵所帶來的穩定熱源加熱，產生水蒸氣，利用水蒸氣形成的空氣柱壓力推動水由地底噴發出地表，也因為熱源穩定使得噴發時間差接近一定值，形成所謂的「週期性」。而根據實驗結果發現，管壁較薄的管子，在噴發之後，會使管中殘餘的水稍作降溫，加上補充的冷水使系統降溫；管長愈長時，蓄水槽中的水量較多，提高溫度所需的時間也較長，而延長了噴發的週期，最後歸納出間歇泉形成及存在的三個主要條件：(1)穩定的熱源;(2)細長的孔道;(3)豐沛的地下水。英文摘要：The geyser is a very amazing sort of geologic scenery. Its principle is that the heat source of invasive volcanic rock heats the underground water to produce steam that results an air-columnar with a large pressure to erupt through the underground on the surface. Because of the steady supply of heat source, the period between eruptions is closed to a constant called “periodicity.” According to the result of the experiments, the tube that have thin wall can lower the remaining water’s temperature a little and the cold water’s supply can also lower the plumbing system’s temperature after eruption. Besides, the water in the longer tube needs more time to higher its temperature to protract the period because it have more water in its reservoir. Eventually, there are 3 essential conditions of the geysers’ existence concluded: (1) steady supply of heat; (2) a thin and long standpipe; (3) abundant underground water.

本研究旨在應用於機件原理(螺紋及螺釘、彈簧、管件)、機械製造(車床、銑床、放電加工、熱處理)、機械力學(力矩原理)、材料力學(剪應力)、圖學等課程所學之專業知識，發揮創意，設法以內藏化設計將夾頭板手、刀架板手、六角板手等工具整合於一體，以克服第一代車床多功能手工具組件過多，造成容易散落遺失與更換不便的缺點，確實達到省力、安全、提升效率的目的。本研究所設計之整合式車床多功能手工具，經力學驗證確定此設計可承受操作時產生之剪應力，安全無虞；且由實驗證實，可較未改良前之夾頭板手、刀架板手、六角板手提高效率 20.8%；較第一代車床多功能手工具提高效率 5.8 %，顯示能達到預期設計需求，使該手工具之設計更為妥善。