第44屆--民國93年

本研究是從自然與生活科技領域中的有關磁鐵的單元出發，依據磁鐵的各種特性設計各種軌道，如直行軌道、360 度軌道、轉彎軌道、波浪型軌道、磁浮軌道等，並將這些軌道組合成一個磁力車能行駛的磁力樂園。最後，我們還發展一個獨特的「立體磁力線測量儀」分析磁力樂園中各個不同軌道以及各個軌道銜接處的磁力線。我們利用一整年的時間完成這個磁力樂園的研究，獲得非常多的收穫。

我們的主題是「已知有1k、2k…mk（m?N且k?N），將這些數分成n 組，使每組的數字皆有 m /n 個，而且每組的數字和皆相等，試問應如何分法？」，研究重點放在k、n、 m之間的關係，希望對於1k、2k…mk來說，我們能很快求得到一組分法解。

本作品探討環境中各種變因對紙張的影響，透過實驗與紙廠的技術支援，研究使紙張保存更長久的簡易方法。研究結果：一、 紙張出廠後，如何防止劣化「控制良好的保存環境」以防止紙張劣化1. 高溫高濕下會加速纖維分解及微生物的活性而危害紙張，因此溫度20℃濕度50﹪為紙張的理想保存條件。2. 空氣中酸性有害污染物與纖維素作用，導致紙張劣化、變黃。3. 鹼性環境（pH＝9 左右）可中和酸性物質，減緩紙張劣化。4. 紙張經UV 光照後纖維發生光合水解作用，造成纖維硬化分裂。二、 劣化後，如何減緩劣化速度「運用脫酸法及使用適當的塗料、噴劑」，以強化紙張纖維素，防止聚合度下降飽和石灰水脫酸法對紙張維護的效果均不佳。道林紙適合用碳酸氫鎂脫酸法，宣紙適合氫氧化鈣脫酸法，銅版紙適合碳酸氫鎂脫酸法。此外，紙張經鹼性噴劑如：0.1％Ba(OH)2、10％PVA-BF-05(商品名)及10％SS-2800(商品名)表面處理後所受影響，也值得研究。

在物理課時，老師說聲音在不同介質傳播的聲音速度不同，因而引發我們對固、液體中聲速的好奇，進而研究測量聲速的方法，所以為了了解聲音在固、液體中的傳播情形，我們選擇了不同的長棒、水、酒精、油等物質，利用喇叭的膜面振動感應出一電動勢，藉由示波器顯示波形，分析其訊號，計算出波速的大小。

本作品主要是從「立即瘋」遊戲的解題過程，突發奇想，試著設計全新的「立即瘋」遊戲。「立即瘋」原設計的木頭材料不容易處理，沒有拓展空間，所以「瘋不瘋？非常瘋！」改以智慧片取代。暸解原設計的解題後，自行以正八面體設計不同顏色變化和位置，加以比對、分析和檢驗。本作品主要結果如下：一、以電腦輔助有調理且有效率的解決原設計的「立即瘋」遊戲。二、重新設計不同顏色的新「立即瘋」遊戲，並確認只有唯一解。三、設計正八面體的「瘋不瘋？非常瘋！」遊戲，並確認只有唯一解。我應用了「顏色表格化分析」、「特殊排列組合設計」和「Excel函數分析」，有效及有效率的解決原「立即瘋」問題，並重新設計創造出全新的「瘋不瘋?非常瘋!」遊戲。

浮沈子慢慢下沈至液體表面時，可能受到液體表面張力的影響，而使這時侯浮沈子頂端低於水面，我們的實驗就是利用浮沈子從浮到下沈的過程中，受到浮沈子系統內空氣體積的影響，分析體積與它下沈的關係，並進而比較浮沈子受到液體表面張力的大小，並以不同溫度的水來驗證溫度影響因素，以及不同濃度的鹽水溶液、酒精、沙拉油做比較，找出這個力量與系統體積的關係。

台灣有許多泥火山，雖然各地的噴發泥黏度不同，而造成外貌的差異，但其噴發原理是一樣的。因泥火山的價值主要在於景觀及教育方面，其吸引力往往取決於噴發規模。本實驗以自製岩板作為地表岩層，以幫浦加壓讓模型有像真實般的高壓氣體壓力，再用U 形管內裝Hg 測量其壓力，藉此探討影響泥火山噴發規模的原因。經由我們設計的實驗，得到以下結論：一. 噴發規模不是單純直接受熱效應影響的，壓力對於噴發的影響較直接受熱大。二. 由模擬實驗可知當泥漿上湧時，裂隙面積越大、上覆岩板越厚、底泥厚度越厚、黏稠度越高、含砂量增多時，噴發所需的的壓力越大。所以在有泥岩及充分地下水及適當的通道下，有無良好的儲氣構造生成高壓氣體，是造成泥火山噴發的關鍵。台灣東部泥火山噴發不若西南部壯觀，由此可見。三. 由模擬實驗得知，噴發量會隨上覆岩板厚度增加而增加，但是隨泥漿含砂量增多、裂隙面積增大及底泥層厚度增加而減少，所以在泥火山景觀區，切勿濫開鑿，以免噴發規模減小。

立可拍相機的發明，雖使人類更方便的捕捉畫面，但也因「用了即丟」的觀念和行為，無形中製造許多垃圾。在愛惜地球的心情下，收集各品牌的立可拍相機，研究他們鏡頭再利用的可能性。另外，我們也發現一種手電筒的燈泡，前方的小圓球，有聚光效果，運用光學原理，設計測量焦距的裝置，再依據牛頓光學公式，算出放大倍數，居然有約100 倍的效果，真不可思議。於是，我們利用上述兩種丟棄物品中所取出的凸透鏡，再加上生活中可用的回收物，製作出環保、實用的顯微鏡。進而配合自然課程中，觀察昆蟲、植物、微生物……等單元。與實驗室100 倍複式顯微鏡，對照觀察，呈現的畫面幾乎一致。我們的環保顯微鏡，操作簡便，希望能推廣給每位同學使用。

藉由葉扇不同角度，來探討風量與不同風向之間的關係。

在接觸到了驚人的BZ 反應後，我們開始著手研究相關實驗。首先，想藉由改變各種反應物的濃度，看看反應的結果會有什麼差別，並記錄下反應時間的平均差，以求出反應速率，並進而求得「速率定律式」，來了解反應的機制。另外，在一開始便想試試看，能否利用其他化學藥品取代原本的反應物，因為我們當然很希望能找到不同的顏色變化！此外，我們還由阿瑞尼士方程式求出log k 對1/T 的關係圖並求出活化能，驗證了阿瑞尼士方程式在振盪反應上應用的可行性。