第43屆--民國92年

本次定位快速鑽模結合了傳統虎鉗與座標定為雙方的優點加以配合，這樣可以在劃線上與量測尺寸時減少在時間上不必要的浪費。

本實驗是借由「安培右手定則」、「電流的磁效應」和「螺形管線圈」，研究電磁場對蔬菜的影響。結果發現小白菜、菠菜、豌豆、四季豆均是在 N 極朝上的磁場中，生長速率較快，且與各種蔬菜的每顆蔬菜之平均質量有一致的關聯性。而各種蔬菜對盆栽的容器亦各有癖好：小白菜、豌豆和四季豆在鐵盆生長情況較好，菠菜對塑膠盆生長情況較好，莧菜則無明顯差別。各種蔬菜在低電磁場的情況下，對萌芽率和生長速率均較好；在高電磁場的情況下，萌芽率低，且生長高度差異性較大。所以不是電流愈大，生長情況就會較好。此外我們比較，在相同電流的情況下，四季豆和小白菜是在鐵盆（通電）中生長情況較好；而菠菜和豌豆則是在塑膠盆（通電）中生長情況較好，由此可知小白菜和四季豆所需的電磁場比菠菜和豌豆所需的電磁場較大。

我們常在報章及新聞上看到農民對農田上方有高壓電塔表示嚴重的抗議，因為他們認為電塔產生的磁場對農作物的生長有不良的影響，而且對在下面工作的人的健康也有妨礙，但我們對此種說法懷疑，所以我們想要實驗看看那些農民的想法正不正確。 在尋找材料的過程中，也曾不知道要用哪一種植物比較合適，後來跟生物老師討論後，才決定選用容易觀察而且生命力強的韭菜，利用電磁鐵發出的磁場對種子、幼苗及成株的影響觀察，進而推論磁場對其他農作物的影響，進行科學驗證。

一天在同學的生日會上，用吹不熄的蠟燭來整壽星，覺得這種東西實在非常有趣，於是我們便想深入研究．．．首先我們探討何種燭芯的燃燒效果比較好，以及燭芯沾何種金屬粉吹熄後的復燃性比較好，再應用到「吹不熄的蠟燭」來改良，改良後，我們成功地製作出吹不熄的蠟燭。接下來探討完全燃燒的原理，並且成功的研發出讓酒精燈完全燃燒的裝置，以及利用實驗室裡簡單的器具所組合而成有趣的『打火機噴燈』，而且可以利用人工吹氣調整火力大小，非常好玩的完全燃燒的應用。還有吹不熄的蠟燭之逆向思考，成功的研發出另一種市面上所沒有的整人玩具－『點不燃的蠟燭』，這種蠟燭燭芯經過處理後，有氫氧化鋁、碳酸氫鈉…等沉澱在燭芯上，所以就會點不燃。但經過簡單的水洗或酸洗後，將沉澱在燭芯上的鹽類清洗掉，就可以恢復燃燒，如此一來就可以運用來整同學了，哈?哈?哈?酷啊！！

本實驗利用音效處理軟體混合各頻率sin波，作為強迫共振系統聲源，測出容器的共振頻率，發現圓柱形的窄頸容器具有一系列泛音，但其中的基音頻率變化卻符合赫爾姆霍茲共振子的理論趨勢，顯示系統的共振同時具有駐波及共振子的性質。進一步測量瓶內各點的振幅發現其聲波共振的方式與共振子有相當的共通性，卻也有駐波的存在。

在課本上收集氣體，均會利用排水集氣法來收集，但薊頭漏斗易漏失大量的氣體，使得效率不佳，於是我們研發出兩種不同的反應器，來製造及收集氣體，但收集到的氣體只能馬上使用，無法儲存起來利用。因此，我們又製作了收集氣體的球，及單向針筒，但要擠出來使用時又覺得不太便利，於是，我們以點滴筒來自動注射，接上我們設計的反應器，再將氣體導入收集球中，最後將氣體灌入密閉灌中(需置入冷劑中，否則不易灌入)。本實驗克服氣體收集效率不佳及無法儲存的缺點，成功的設計出，從氣體的製造到收集一貫作業的〝自動反應及收集器〞，不僅製造二氧化碳適用，還可應用在製造氧氣及氫氣等其他各種氣體，達到實驗自動化，和普遍化及環保化的目的。

在這篇報告中，我們探索了「將錯就錯的 Knuth 河內塔」問題。這個問題和原始高中課程的河內塔問題非常相似，起因於數學家 Knuth 的一次筆誤(詳細問題的定義見內文)。在這個新的規則之下，我們意外發現有深刻的數學內涵及令人意外的數學連結：與電腦演算法、正整數的分割、數列的同餘、分子分母皆為費波那契數的真分數之排序都有密切的關係。我們做出了以下結果(分別為內文中的三大段)：(一) 結構分析。移動環所需要的次數，如何移動環並分析每一次動作所動的環，及每個環何時被動到並給出演算法。(二)正整數的分割。所有的移動步驟將將正整數做了一個新的分割(Partition)；此分割模 k 之後有良好的循環性質。(三)費波那契真分數的排序。這個正整數的分割形成一張表，這張表恰好就是分子分母皆為費波那契數的真分數之排序。

這次的實驗在研究掛鉤吊掛重量的負載程度，及探討如何增加掛鉤負載重量的方法。

一開始，我們是先玩7×6 的棋盤，想要找出遊戲的最佳策略。在這過程中，發現了：有人已經連成三子形成一個「待贏」的連線時，等待連線的第四個空格的位置就很重要。因此我們提出了「有用空格」這個概念。而我們也利用這個概念稍為分析了勝負可能的情況。研究7×6 的棋盤一陣子後，我們猜想後手贏的機會較大，但因為7×6 的棋盤要分析的情況太多，所以我們決定先研究4×4 棋盤的最佳策略。起初先玩4 × 4 平面四連珠，但它實在太容易和棋了，所以我們就把棋盤捲起來成了4 × 4滾筒四連珠，它可以增加連線機會，研究結果也證實4 × 4 滾筒四連珠產生連線的機會比4 × 4平面四連珠大，但和棋的機率也很高。在近五千盤的研究後，我們發現在4 × 4 滾筒四連珠中，有15 種盤面在第5 步棋時就可以判斷先、後手的輸贏。利用這些資訊，我們也找出後手的最佳策略，保證必贏或必和。

台灣環境發展引起很多待解決的嚴重課題，水污染就是一例。新店溪經過我們學校旁邊，因此透過每月一次的實地勘察活動與採集溪水作水質檢測，藉以瞭解污染情形，更深入瞭解河川與生態的關係，並進一步提出建議。研究結果如下：（一）實地勘察與水質檢測１．新店溪有很多污染源，有菜農化學肥料流入、畜牧廢水、垃圾車集中放置區等人為污染。２．水面垃圾隨波漂流，岸邊大型廢棄物棄置，環境衛生堪憂。３．秀朗橋施工工程、中正橋下河濱水泥護堤，皆使生態環境及水質受嚴重影響。４．三月、四月發現河中大魚大量死亡，其原因可能水中溶氧量不足，值得深究。５．新店溪內仍有大魚、蝦等悠游其中，岸邊水鳥覓食，可見溪水還不算太糟，但卻惡臭撲鼻。（二）動植物的養殖實驗１．當溪水的鹽分較高時，會影響生物的生長。２．當水中養分高時，植物生長好，但長久下來，卻也可能形成優養化，造成動、植物失衡狀態。３．米蝦耐污性差，所以當水質不佳時，會受到急毒性集體死亡。４．施工造成溪水的污濁，也會影響水中植物光合作用之進行。