第45屆--民國94年

過去曾經用水袋來驅蠅，我們想知道水袋為什麼可以驅蠅？首先我們研究如何捕蠅，根據蒼蠅愛腥味及向光性的特性，利用寶特瓶製作捕蠅器，最後研發拋棄式的四層寶特瓶，不但很有效的捕捉蒼蠅，拿進室內也不會太臭。選擇一些看起來跟水袋有放大、晃光、刺眼的物體，選擇以不發亮的沙袋作為對照組。實驗發現，這些東西如果不晃動，驅蠅的效果就不明顯，如果晃動就比較有驅蠅的效果，但是到底是晃動產生的晃光，還是因為物體的晃動才把蒼蠅趕跑的呢？由實驗發現沙袋在晃動時並沒有與實驗組同時減少的情形來看，我們推論晃光應該是蒼蠅怕水袋的原因。為了確認晃光能驅蠅，我們來到戶外，利用鏡子反射太陽光所產生的晃光來驅蠅，發現驅蠅效果是百分之百。根據研究結果，我們研發了鏡面風車，它不但本身的晃光驚人，它反射在平面鋁箔紙的晃光幾乎和手晃鏡子的效果是一模一樣的。

Sicherman Dice 就是一對點數配置與正常骰子(6 面正立方體，點數為1到6) 不同的骰子，它所拋擲出的每一種不同點數和(2,3,4...,12) 的機率恰好與一對正常的骰子相同。這種骰子是美國的Col. George Sicherman 所發現的。 Sicherman 更進一步指出：在不使用Sicherman Dice的情形下，不可能找到一組大於或等於三顆的非正常骰子，它們拋擲出的每一種不同點數和的機率恰好與一組同數量的正常骰子相同。本研究的目標在於1. 尋求計算「Sicherman Dice的組合和正常的骰子有相同的出現機率」的方法2. 證明Sicherman 結論的真偽及是否適用於其他正多面體(4 面/ 8 面/12 面/ 20面) 的標準骰子3. Sicherman Dice (Crazy Dice)的延伸探討(1) 不同面數骰子的組合，是否可以找到面數組合相同，但點數配置不同的 Crazy Dice( 如4 面與6 面的標準骰子組合，找到4 面與6 面的Crazy Dice)(2) 多個面數相同或不同骰子的組合，是否可以找到面數、個數及點數配置皆不同的Crazy Dice ( 如3 個4 面標準骰子組合，找到2 個8 面的Crazy Dice)同時我們也和Col. George Sicherman取得聯繫，討論當年他發現Sicherman Dice的經過及其結論的限制條件，作為本研究未來發展的參考。

整個實驗是探討「3D立體彩繪顏料」膨脹的原因，其最大特色是：利用吹風機加熱後，顏料有膨脹效果並且不會焦化，我們試著比較出3D立體彩繪顏料和一般顏料不同的特質，結果發現3D立體彩繪顏料加熱後會產生氣體而膨脹。進而在繼續探究哪些因素會影響膨脹，結果發現，影響3D立體彩繪顏料加熱膨脹的因素；不同品牌、不同顏色顏料、溫度變化、吹風機的遠近、吹風機的強弱風、吹風機風口集中吹風、顏料體積不同、顏料冷藏、顏料放置時間、不同顏色的瓶子傳熱、高溫吹風機的位置、高溫吹風機的遠近、高低溫吹風機、加入的膨脹劑等。最後，利用周遭隨手可得的材料DIY「立體彩繪顏料」，發現廣告顏料加10g白膠加0.3g小蘇打混合，和市面上的3D立體彩繪顏料有相同膨脹效果，並且不會焦化。

一般汽車維修廠習用（傳統式）汽車避震器彈簧拆卸裝置，僅用Ｃ型壓板壓縮彈簧易 彈出，拆裝時不方便且非常不安全。原先以習用拆卸裝置作改良，從操作上的缺失及 安全考慮設計改良。經測試使用，檢討改進設計出一新結構，以四向軸裝置，增進使\r 用方便性及安全性。改良製作的與原廠的拆卸裝置做比較[如表一]：

傳統的薄翼迷你偵察機為了要在有限的空間裡，兼顧質量輕及升力大，因此其薄型機翼大部分都使用低展弦比（大面積）的機翼，但低展弦比的偵察機因為旋轉力矩較小且不能裝尾翼，所以飛行時較不穩定。於是我們利用自行改良製作的簡易風洞，改良出高展弦比（小面積）的機翼，也能獲到較大的升力，同時其升力係數比低展弦比（較大面積）的機翼更高，飛行也更穩定。實驗中，我們固定翼展長度和迷你偵察機相同，但降低機翼的寬度，我們發現不同機翼形狀具有不同升力，其中漸縮比0.5 具有較大升力及升阻力係數，但升力仍比低展弦比機翼小，於是改變機翼弧度及弧翼高度，結果我們發現高展弦比的弧形機翼及1/15 的弧翼高度，居然也能獲得比低展弦比機翼更高升力及更大升力係數，大幅提昇薄翼迷你偵察機的升力以及更穩定的飛行。而且高展弦比的機型也更易偽裝成類似老鷹之類的動物，能像老鷹一般展翅上騰獲得更大升力，如此，不僅可以使軍事偵察更加隱蔽，更可用於警方攻堅時對於人質情報的收集、山區搜救，或是自然景觀的調查等等，將來更可以應用於輕航機的機翼，使輕航機的飛行更具穩定性與安全性。

國小時就常和同學一起玩數學小遊戲，相當喜歡這種「想想看」的感覺。高一時考環球城市盃數學競賽，題目中有一題令我百思不解，後來和同學提起這個遊戲，發現大家對這題也都沒什麼好辦法，經過幾天討論之後，終於把題目解決了！不過我卻又發覺這個遊戲在加以變化之後，又可以有不同的玩法與解法！恰好當時我們也學到「排列組合」這一章，其中樹狀圖的概念和我當時的解法可說大同小異。當下我們就決定要繼續挑戰這個既繁且雜令人又愛又恨的遊戲。

本研究旨在探討空氣污染對簷下姬鬼蛛結網的影響。第一階段，就愛河上游菜金橋沿岸簷下姬鬼蛛族群進行生態調查，並測量其蜘蛛網的有效網面積、強韌度、pH值，並且與半屏山的簷下姬鬼蛛進行比較。研究發現，蜘蛛網的強韌度、pH值與空氣污染源的距離有正相關，但有效網面積與空氣污染源的距離則沒有顯著的相關。與半屏山的蜘蛛網比較，半屏山蛛網強韌度顯著的高於菜金橋沿岸，半屏山蜘蛛網的pH值也顯著的高於菜金橋沿岸，但是兩地的有效網面積則無顯著的差異。由於野外的調查發現空氣污染與結網的相關性，第二階段的研究則在實驗室中，探討不同的廢氣濃度對簷下姬鬼蛛所造成的影響。實驗結果顯示，廢氣體積與pH 值、強韌度呈現負相關，可見廢氣體積增加，確實會使簷下姬鬼蛛網pH 值、強韌度降低，但對於有效網面卻無顯著影響。

新發現！！！性質、互變及其應用的探討

本研究目的有：一.歸納產生紅色沉澱物的方法及條件。二.歸納紅色沉澱物性質的探討。三.如何精確操控長出紅鉛樹(α-PbO)及自製鉛蓄電池電極放電效果的探討。 本研究總結論： 一.歸納產生紅色沉澱物的法及條件 1.Na2CO3(aq)＋Pb(CH3COO)2(aq) ＋NaOH(aq)，加試劑先後順序、溫度、NaOH(aq) 濃度均會影響生成紅色沉澱物、生成的時間。 2.PbCO3(S)及PbO(S)加入1~3M NaOH(aq)，在室溫下，均能在短時間內產生紅色物。 3 Pb(CH3COO)2‧3H2O (s)及Pb(OH)2(s)、少量水，在室溫下，加入NaOH(s)，均能在短時間內產生紅色物。 二.歸納紅色沉澱物性質的探討。 1.紅色物不能氧化濃HCl(aq)產生Cl2(g)，紅色物證明是PbO 氧化鉛。 2. 3.PbO(yellow)及 PbO(red)對H2O2分解平均速率非常接近。 三.如何精確操控長出紅鉛樹(α-PbO)及自製鉛蓄電池電極放電效果的探討。 1.以5mL 注射針筒吸取8M NaOH(aq) 0.04mL，逐滴加入部分白化的鉛樹中，能產生最快、最鮮紅的紅鉛樹(α-PbO)。 2.自製鉛蓄電池電極放電時，電壓、電流大小順序均為：β1 型﹥α1 型﹥α2 型﹥β2 型。

研究目的在探討如何製造不同功能性的再生紙。研究先研發一套基本製紙法，再找出較佳的處理紙模型方式，配合添加物，產生各類再生紙；並以自行研發的工具測試比較各功能性。研究發現：去水至近乾程度且加壓的紙模型乾製後紙面效果較好；各乾製法的比較在速率及紙面平滑度是熨燙法最佳；紙感則以冷凍製紙較柔順。無添加物的冷凍紙較易吸水；添加玉米粉與太白粉的熨燙紙最強韌；添加洋菜粉的熨燙紙最光滑；而添加玉米粉及吉利丁冷凍紙最柔軟。建議未來研究可繼續拓展此研究空間，探討更多不同特性的添加物製成的再生紙。

日本的水果時鐘引起我們的興趣，我們試著利用廚餘製成再生電池。將廚餘分成飯、菜、肉和水果四類並將各類分成兩組（加酵母粉溶液為實驗組，不加為對照組）各取3Kg，以電壓和電流大小為基準，發現水果類的效果最佳，可做為日後實驗的來源。為避免電池中的極板晃動，需在廚餘水中加入黏稠物質，我們取高分子聚合物、洋菜粉、澱粉、海采粉和太白粉為添加物，檢驗其電流大小和保存期限，得知添加高分子聚合物的再生電池串連三個可讓自製時鐘運轉十天以上，若再加入二氧化錳做為去極劑，更可讓再生電池有效延長使用時間至二個月。再生電池在與市售電池、水果電池相較下，不但環保且能資源再利用，具有推廣價值。目前繼續改良再生電池電流過小及用途。