第43屆--民國92年

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。

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。

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」。

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.

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。

去年有同學製作『從角的方程式，到三角形、四邊形的方程式』參加科展，結果這些由線段組成的多邊形方程式，都是二元一次式與其絕對值的組合。接著我們學到圓錐曲線，其方程式則為二元二次方程式。引起我們興趣的是，利用二元二次式與其絕對值的組合，來表示一些有趣的圖形。

利用不同的對稱軸，操作旋轉與鏡射變換，歸納出一些幾何圖形對稱群的規則性，進而利用對稱群推演一些幾何圖形有趣的著色問題。

本作品從運用平面鏡反射、透鏡折射原理及數學相似三角形的公式倒推出凸、凹透鏡的鏡像公式後， 並可藉由理論的推導、作圖， 構想出可行的素描機設計。我們以學校現有的凸、凹透鏡及回收紙箱、平面鏡等簡易工具，設計出第一代單凸透鏡素描機及第二代凸凹雙透鏡素描機， 並能以定點觀測及驗證比較， 可做到將景物縮小、放大成像於描圖紙上的目標。

為了想瞭解黑子的漂移狀況，本研究自去年校內科展開始，耗時八個多月，從進行黑子的觀察、學習套量黑子、查文獻，到最後改以黑子定位程式量測太陽影像上的黑子、分析處理數據、計算推理......，在地方科展中，我們發現黑子有漂移的現象，且有以下規律：緯度方向的漂移會呈現一段一段的現象，而且黑子會先往南漂，再往北漂，接著還進一步去分析每一段與緯度的關係。但是黑子緯度隨時間變化時，先向南漂再向北漂的現象似乎不太尋常？在地方科展結束後，經向多位教授、老師請教後，才發現可能是我們誤判太陽北點方位角！為了解決疑惑與探求研究結果的真實性，在有限的時間之內，我們再次展開更深入的探索行動！經修正北點方位角，並以兩種黑子定位程式重量與檢驗後，探討出在緯度方面，緯度隨時間變化有一段一段的現象，每段週期約1 天。我們又由各群黑子緯度標準差得知黑子緯度漂移量並不大，至於確定的漂移狀況還有待進一?的統計分析；經度方面，構造簡單的黑子比較看不出漂移，複雜的黑子漂移現象則較明顯，並由經度趨勢線公式驗證越靠近赤道，太陽自轉速度越快。我們希望未來能進一步探討造成各種現象的原因，及檢定分析各項統計數據。

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。