第44屆--民國93年

從現在開始，控制植物根部的生長，不再是一件不可能的事。我們花了二年的時間證實這個事實，希望這個發現能夠讓這個世界變的更多采多姿，是我們進行這個研究的心得與心願。因為從事盆栽或園藝造景的人，只是控制植物莖部的生長，就能創造出一個新天地，如果再知道控制植物根部生長的方法，將會讓這個世界變的不一樣。我們進行的研究主要是對植物的根進行控制生長的實驗，隨著植物的成長，觀察並且紀錄植物的根、莖、葉、花的生長情形。最後我們得到令人振奮的研究結果；植物根部的生長型態與生長方向是可以被控制的，而且，適當的控制植物根部的生長，並不會影響莖、葉、花的生長。這個結果讓我們體會到生命的成長就是一種奇蹟，且會自尋出路。

在尋找滿足條件：『將自然數的個位數字移動至最前面，其他位數向後推移一位，所得的因數為原數的２倍的自然數』的過程中，發現求出的解的形式與循環小數的循環部分有對應的關係，（例如：105263157894736842將個位數字移至最前位，其他位數字向後推一位，得新數210526315789473684恰為105263157894736842的２倍，而2/19=0.105263157894736842，發現他與2/19的循環小數部份相同）。本篇文章討論的主題除了『移一位後，新數為原數κ倍』外，延伸至『移a位後，新數為原數κ倍』的部份，並發現他的結果與循環小數的循環部分有相同的排列方式。

香草之所以受到大家喜愛，主要是此類植物因具有芬芳氣味之故。而水蒸氣蒸餾法是精油萃取最常用的方法，因此為了解精油在何種條件下，可以有效的萃取出精油，並將油水分離完全。因此，選擇自然課授課內容的蒸餾法為主題，將植物的精油萃取出來。本實驗以香茅草葉、迷迭香葉及薰衣草花為實驗材料。以水蒸氣蒸餾器萃取精油及精露。多次實驗結果發現（1）精油必須在特定蒸氣壓及冷凝溫度條件下才能餾出來。（2）不同的冷凝溫度及蒸氣壓條件會影響精油的萃取量和品質。（3）香氣分子被蒸氣分子餾出後，必須急速冷卻，冷卻溫度越低萃取量越多，品質也較好。（4）熱源火力越大則蒸氣壓越大，精油及精露萃取量就愈多，火力過大精油品質反而不佳。（5）不同的植物，精油的含量亦不同，但精露萃取量只與火力大小有關。相同的火力下，精露的萃取量接近（6）由實驗中設計出新型有效的油水分離器，可以輕易的同時分離不同比重的精油。

我們從想了解學校內部哪一處是最好的放置氣象觀測站的探索開始，製作了1：100的學校模型，並且發明一種簡單製作，可靠，有效的小風標來進行實驗，利用這些小模型與儀器，以及我們設計的實驗方法；分區得分法，找出我們學校裡面最佳，而且比較不會受到建築物影響的架設觀測站的位置。接著我們發現觀測坪應該距離附近建築物的高度四倍以上的規定有不足的地方，根據我們的實驗結果發現，建築物的寬度影響觀測站風向的變化，比建築物的高度影響來的顯著，風向受到寬度的影響，並不單純只在四倍距離而已。最後我們更製作了大台北地區1：30000的模型，並且模擬內部的風場變化，更利用中央氣象局，以及台北市近三十個小學的氣象觀測資料來分析驗證我們的實驗結果，找出大台北地區各個小區域受到山脈地形影響下風場改變的模式，來跟我們的模擬相互檢驗，讓我們能夠更清楚地掌握地方區域受到地形影響的風場變化的情形。

本文旨在研究校園內小水溝中之介形蟲形態、棲地的水質變化、介形蟲微棲地的選擇以及生命週期的初探。研究結果發現本校產之介形蟲為淡水種之Physocypria kraepelini (Muller, 1903)， 其形態包括殼、觸角、複眼、尾叉及中腸等描述。在水質方面，除了溫度之外，P. kraepelini 的族群動態與其他各項水質變動情況關連較小，冬季時個體數會降至最低，待溫度大於20°C 時，個體活動漸趨頻繁， 並且數量大增。該物種在養殖情況下以底棲為主， 而野生物種則多數在水溝溝壁活動，這是因為溝壁提供較多的附生藻做為餌食，P. kraepelini 之所以能附著在溝壁活動，則是因為其附肢上具有爪和棘的構造。研究中同時發現，P. kraepelini的孤雌生殖情況頻繁， 顯示在合適的環境中， 孤雌生殖為其主要的生殖策略。

在解決基本三階魔方陣的過程中，得到解題的要訣在於訂立中心位置為5，可以得到八組解。然後嘗試改變傳統格式，將行與列的和訂為相同的等差數列，發現解答的組數會以中間位置為5 呈兩側對稱關係；而每個位置出現同一個數字的次數也有線對稱關係。因為只有中間位置能夠填入每一個不同的數字，所以解題時應先決定中間位置的數字，再探討其它位置的數字排列。當填入的九個數字呈等差數列時，發現解答的組數會以中間位置為此數列的中數呈兩側對稱關係。只要三階魔方陣的行與列呈現對稱排列，魔方陣的「四個角落數字和」必等於「填入數字的總和扣除兩倍第二行列數字和，再加上中間位置的數字」。

本研究是以水稻(台中在來1 號) 幼苗為材料，探討消毒劑過氧化氫(H2O2) 與次氯酸鈉 (NaOCl) 對水稻幼苗生長與生理之影響。H2O2 或NaOCl 處理水稻幼苗，均會明顯抑制水稻的地上部與根之生長，且在低濃度即有顯著效果。H2O2或NaOCl 同時也會降低水稻幼苗內地上部與根之蛋白質含量、增加MDA H2O2 的含量，說明此二種消毒劑會造成氧化逆境。H2O2 或NaOCl 處理對水稻幼苗生長的抑制效果，在處理後1 天即明顯發。H2O2 或NaOCl處理造成水稻幼苗地上部與根之蛋白質含量下降、MDA 與H2O2 的含量增加也是在處理後1天就出現。上述結果顯示，消毒劑對水稻幼苗生長之抑制與生理之影響，可能是由氧化逆境所造成。

美國「精神號」及「機會號」降落火星表面的電視轉播過程、電視頻道所播出的降落傘小故事，都讓我們對降落傘產生了很大的興趣，再加上我們在三年級學過空氣的對流，我們就在想：降落傘上的那一個小孔是不是也跟空氣的對流有關呢？開了孔的降落傘是不是比沒有開孔的降落傘可以飛得更久、更穩定呢？於是我們以之前所學到的科學知識一步步探求影響降落傘降落的因素，也以電腦課所學到的圖表製作，將實驗數據以圖表方式呈現並進行分析。此外，我們也依據降落傘原理與實驗結果進一步進行實驗，希望能找到適合運用於緊急逃生的降落傘。

本文動機來自新聞報導美伊戰爭的消息，美軍從航空母艦發射巡弋飛彈轟炸情報地點；由於飛彈昂貴，情報地點範圍遼闊，若將飛彈落點視為圓心，爆炸範圍為單位圓，轟炸範圍欲覆蓋面積，最少應發射幾顆飛彈才能完全轟炸？引起我們極大的好奇心去探討『最少需要幾個單位圓才能完全覆蓋半徑為ｎ單位的圓？』 研究中利用學過的幾何概念，分成有邊界及無邊界限制兩方向討論。經探討後，發現：在正三、四、五邊形時，有邊界限制的覆蓋方式所需的單位圓數較少，且其數量公式分為、n2、還有(n為偶數)及(n為奇數)。 另外，無邊界限制的情形下(利用正六邊形切割平面再覆蓋)，覆蓋大圓所需單位圓的數量不但有規律且為最少。應用此規律性設計電腦程式輔助，不但能快速且正確計算覆蓋圓所需數量及最大覆蓋半徑，並能將此結果應用在「6邊以上正多邊形的覆蓋」，還有日常生活中的園藝灑水、山中救難和尋找黑盒子..等。本文在全市科展獲獎後，曾與當時搜救華航空難的相關學術單位討論，我們的研究結果是否真的有所助益?答案是肯定的(相關存證文件詳見附錄)。

在這篇報告中我們跳脫了傳統三根柱子的窠臼，而改採四根以上的柱子來進行搬運，在這之前，繁複的步驟常令我們在操作上耗費許多時間，但是在我們增加柱子數後發現不只是搬運次數驟減，而且我們還發現了許多有趣的規律，以下是我們所得到的重點：1. 在四根以上的柱子，我們搬運過程分成三段，並可證明下列的式子F k ( n ) = 2 F k ( m ) + F k ? 1 ( n ? m ) 成立。2. 在四根以上的柱子，最佳圓片數m 值，通常有很多解，但是在某些特定的圓片數中，m 值卻只有唯一一解，而其搬運過程中，搬運的圓片編號也只有唯一的對應組合，這結論令我們非常訝異。