第44屆--民國93年

本研究在探討兔子的繁殖，要注意公兔的體型大小，要維護仔兔身上留有母兔的氣味，直到滿月。小型兔14 週就性成熟，要儘早與公兔分隔開來，遇到兔子難產需及時幫忙。兔子的牙齒生長迅速，少吃含高鈣食物，營養勿過盛。兔子也可以洗澡，但要注意洗劑的用量，切忌沾到眼睛。兔子中暑要立即冷敷頭部、吹冷氣。

我們從 2 個有趣的小實驗出發：就是在嘴巴和蠟燭的中間擺放一個物體，這三者必須等距約為10~15cm且必須在同一條線上；當中間擺放的物體為球體時：火燄很快得被嘴巴吹出的氣流吹滅。如果換成舊形火材盒大小(即長方體)那麼用力吹氣後，火燄不但不會熄滅，而且火燄的燭火也會朝向火材盒這邊。這個有趣的現象，引起我們研究的興趣。我們科展的實驗目的：是將上述會熄滅的想辦法，把他改成繼續燒，而原本不會熄滅的弄成會熄滅。經由邊界條件、改變遮蔽物的外型、表面的粗糙或圓滑、或在中間遮蔽物上挖洞觀察其變化情形、或者乾脆將遮蔽物換掉改成風扇，藉由葉片的轉動來探討有哪些因素是與空氣流動有關，從而得到答案與分析實驗結果。

一個多邊形經由一條直線切割可以形成兩個什麼圖形呢？這兩個圖形的組合可以有多少種呢？是否具有規律呢？經過實際切割後，以通過兩邊、通過一頂點一邊及通過兩頂點的切割方式來探討，發現當多邊形的邊數為奇數時，通過兩邊可以形成：（n－1）÷2種；通過一頂點一邊可形成：（n－3）÷2＋1種；通過兩頂點可形成：（n－3）÷2 種，因此共可切割出（3n-5）÷2種圖形組合。而邊數為偶數時，通過兩邊可以形成：n÷2種；通過一頂點一邊可形成：（n－2）÷2種；通過兩頂點可形成：（n－2）÷2 種，因此共可切割出（3n-4）÷2種。

抹布在家庭廚房中扮演著重要角色，幾乎每天都會用到，甚至接觸到我們吃東西的手和吃飯的碗盤、餐桌，而抹布的種類也很多，每種都具有不同的產品特色，以吸引家庭主婦去購買。傳統一般抹布無法將油污清理乾淨，必須配合清潔劑使用，甚至擦完油污還需用大量清潔劑去清洗抹布，相當不環保，於是市面上開始出現一些強調去污力強，好擦好洗，免用清潔劑的『魔布』產品，由於價格高於一般抹布1-3 倍，因此我們想要探討各種品牌的抹布在家庭主婦所需求的吸水性佳、去油污力強、不留棉絮及水痕、不易滋生細菌等特點，各方面是否如產品包裝上所標榜的那麼好用。依照我們選擇的五種抹布進行各項研究結果發現：一、傳統抹布材質是棉布或嫘縈棉，但目前市面上出現的新產品大多是強調超細纖維或開纖纖維，只有一般棉纖維的十分之一。二、纖維愈細吸水性愈佳，去油污能力愈強，以抗菌抹布吸水性最佳，3M 魔布去油污能力最強。三、纖維愈緊密愈不易掉棉絮，也較不易留下水痕，以抗菌抹布最不易掉棉絮也最不易留下水痕。四、抹布沾到污漬應立刻清洗，否則污漬卡在纖維上就不易清洗乾淨，小熊抹布纖維織成的表面積較大，污漬卡在上面非常明顯。五、抹布要洗淨晾乾才不易滋生微生物，3M 魔布較不易滋生微生物，而抗菌抹布加了抗菌劑更不易滋生微生物。六、抹布的選擇依據不是價格或強打的廣告商品，而是依據用途選擇抹布，做家事才會更有效率。

由平衡常數測定之比色法思考改進方向，應用數位相機對KMnO4濃度檢測，探討影響變因及操作方法，發現比色法看片箱光源及以培養皿容器為最佳，並利用暗箱阻絕外界光源進行拍攝。經一系列測試發現光圈、快門需對濃度最小溶液測光，且將光圈、快門固定，進行不同濃度拍攝，以影像軟體與統計軟體進行迴歸分析，求出RGB值與濃度之線性關係檢量線。依上列方法分別對不同區間濃度較高與較低溶液測試，發現仍可得到RGB 值與濃度之線性關係，惟測試濃度過大或濃度太小者，無法利用此方法求出線性關係。運用此方法進行對不同種類溶液測試，發現K2CrO4 與K2Cr2O7 皆可得RGB 值與濃度之線性關係，CuSO4 溶液則無法判別。最後利用數位相機拍攝之方式應用於平衡常數測定實驗取代比色法對FeSCN2＋濃度進行檢測，發現求得之平衡常數與文獻值比較差異在可接受範圍內，可利用此方法作為比色法實驗參考。

去年我們經過一連串的探索，解開了神奇驗算法驗算的謎底，原來是利用等式兩邊除以9 會有相同的餘數的原理來進行簡易驗算的！我們很好奇是否還有比9 還厲害的數字可以幫助驗算，原來不只是「9」可以用來快速驗算，其實每一個數字都可以，只是在轉化的過程有的比較方便有的複雜，而且不是所有的數都可以找到轉化的原則，就不是很方便計算。經過這些探索，我們發現「11」驗算的準確度比「9」高，能克服9 不能檢驗出對位錯誤的困難，而且轉化也很方便，所以我們建議改用11 的方式來進行「超級」神奇驗算。

本實驗在探討，當金奈米粒子和植物中的葉綠素a產生鍵結作用力時，能量轉移的結果是否能幫助葉綠素a擁有較大的儲存能量以進行電子傳遞鏈。我們發現加了金奈米的葉綠素a溶液，葉綠素a紅光部分吸收帶(參考圖一)的吸收強度有增強的趨勢，而金奈米吸收波峰的吸收強度相對減弱。因此為了進一步探討金奈米和葉綠素a之間能量轉移和濃度的關係，我們將金奈米和不同毫升數的葉綠素a作用，並將其結果和金奈米與葉綠素a的吸收強度和作比較，使用正規化的計算方法算出比值，由此看出兩者之間能量轉移的效率，並將葉綠素a毫升數與正規化所得比值的關係繪成圖表。結果發現，當葉綠素a的加入的毫升數約小於0.3毫升或約大於0.5毫升時，得到正規化的比值為定值，而在約0.3毫升至0.5毫升之間，正規化得到的數值和葉綠素濃度的關係則是一條遞增的曲線。因此，我們可以得知，當加入葉綠素a約0.5毫升時，金奈米和葉綠素a之間能量轉移的效率最高，因為此時葉綠素a已達飽和，所以當葉綠素a 超過0.5毫升時，在溶液中為過量，故不影響正規化得到的比值。

本實驗主要是在探討各種不同的條件下，液體滴在平面上所產生的形狀，藉此來判斷到底是誰在抬午餐時不小心弄倒了醬油。實驗中探討的因素有液滴落下的高度、不同的平面、不同成分的液滴、不同滴數的液滴和速度。由實驗結果發現，當高度超過10 公分以上時，液滴在平面上會產生圓形具放射狀的圖形，平面的吸水性和光滑程度會使液滴產生不同的形狀，液滴的黏滯性太大則無法造成擴散與飛濺的情形發生，在同一位置滴下數滴液滴會產生飛濺的情形，滴數愈多和高度愈高時，也會有不同的效果產生，速度的大小也會使液滴的形狀改變。最後依據各種實驗結果做出正確的推論，找到是誰在抬午餐時不小心弄倒了醬油。

目前要測量氣壓大多使用氣壓感測器，雖然便宜而方便，但其本身的體積也會影響空氣的流動，尤其是需要測量微小變化時更明顯。如果我們能使用光線來測量，就能解決這種問題。空氣本身就充滿灰塵，如果以強光照射，就會產生散射光。而這些灰塵本身也會移動，當移動速度變快時，整體的散射頻率也將會加快。比較這散射頻率，就可以得到空氣流速，進而得知氣壓。

本研究主要探討在不同莫耳濃度的溶液中水分子擴散速率。本研究中，我們設計一種簡單的容器裝置，能左右分別注入兩液體並能於其中夾入一半透膜。我們首先利用此裝置探討在水和不同莫耳濃度的葡萄糖溶液中水分子的擴散速率，我們發現葡萄糖溶液的水柱初始上升速率趨近於線性，且上升斜率隨著葡萄糖濃度的增加而增加。但時間一久，隨著大量水分子的擴散，造成兩邊溶液的濃度差趨近於零，上升斜率的幅度變小而趨近平衡狀態。我們也發現如果兩邊都是葡萄糖溶液，且莫耳濃度差為一定值，所產生的水柱上升斜率會與一邊是水，另一邊容器注入此一差值的莫耳濃度葡萄糖溶液的情況相同。另一方面，如果我們使用一種莫耳濃度的硫酸銅溶液和水兩種溶液，在硫酸銅溶液容器邊所產生的液面上升斜率和兩倍於這種莫耳濃度葡萄糖溶液與水所產生的水柱上升斜率是相同的。之後，我們以理論推導出水分子在溶液中初始狀態的擴散速率。我們在本研究中，有三個重要創舉與貢獻：一、自行設計一種便於拆裝的兩個相接容器之實驗裝置，沒有漏水現象，且具再現性的實驗結果，提高實驗精確度。二、首創以「液面高度造成的壓力及水分子熱運動的碰撞」與「兩邊溶劑水分子數差異造成的擴散運動」的理論，推導出水分子在溶液中初始狀態的擴散速率。三、本研究中真正擴散通過半透膜者為「溶劑水分子」，所以針對溶劑濃度討論更能貼合實際應用。