第46屆--民國95年

台灣地勢陡峭、地質破碎，加上山坡地常被不當使用，一旦豪雨或颱風侵襲時，上游的土壩易潰敗崩落，令人心驚膽跳。藉由土石流的模擬實驗，發現土石流的發生與坡度、水量、土體結構有密切的關係，而土壩被水入滲破壞的情形也會因土體緊密度、土體粒徑粗細、上游水位高低、入流量大小、土壩寬度而有不同的破壞類型與崩塌速率，土石堆積面積和堆積高度也與當地土體結構有密切關係。另實驗發現土石流動的驅動力與堆積物所在的坡度也有很大的關係，坡度愈大或流量愈大、水位愈高時，其滲流速度就會愈快，壩趾被破壞的時間也愈快。粒徑愈粗，崩塌速率也有劇增情形。本實驗有助於斜坡災害的認識，也期盼土石流預警器能減少土石流災害對人們的傷亡。

我們身處於電氣化的時代，每天都會接觸各種電器，只要開關一開就會產生磁場，就是我們常聽別人提到的電磁波，也常聽到電磁波對人體可能的傷害，造成人心惶惶；另一方面，電磁波的磁其實跟磁鐵的磁場是一樣的，但卻常常拿來用或是當作贈品卻沒人害怕；所以我們用日常生活容易取得的材料讓它們暴露於較大強度的電磁波與磁場的環境下，看看它們有什麼變化！有了初步了解之後，再嚐試以生活中容易取得的材料或方法，來降低或是阻隔電磁波！

我在珊瑚礁底下發現許多的結晶，這些結晶幾乎都是乳白色、亮亮的，只有少部分呈現黃褐色。透過鋼棉實驗後發現，這些結晶在形成的過程中，遇到含有鐵的液體並且與空氣產生交互作用，產生氧化鐵而變色。當稀鹽酸滴在珊瑚礁的結晶時，都會產生二氧化碳的氣體。最令人興奮的是在滴漏的實驗中，成功的製造出大自然的產物---結晶，彷彿就像閃閃發光的珍珠一般。

“方體內的正多面體造形設計”就是在方體內加入多面體，在許多大樓門口都可看到類似這樣的多面體造景藝術。正多面體基本造型有四面體、六面體、八面體、十二面體、二十面體，若加以變化可製作出更多的多面體，我們運用多面體和多面體的幾個變化，來製作出更多的多面體，如複合、截角、星狀化等關係。我們使用電腦輔助設計(CAD)軟體將正多面體圖設計出來，並以空間數學、幾何投影學計算正多面體圖的造型，再由電腦輔助製造(CAM)軟體模擬與產生加工程式，最後以 CNC數值控制機械加工出來。而加工時有造型的多面體不易夾持，必須使用特殊夾具來固定於虎鉗上，且預防夾持變形也很重要，如此才能製造出我們設計的方體內正多面體造型。

課本第四章提及：光速是速度的極限，許多科學家嘗試測量光速。本研究利用微波爐的電磁波特性簡易測量光速。微波屬於電磁輻射，速度與光速相同。當微波爐加熱含水分又可融化的物質，如巧克力、日式棉花糖，其局部融化點間的距離便可計算出電磁波長；配合微波頻率，便可計算電磁波速度。研究過程中，得到以下成果：1. 改造微波爐運轉與電源控制機制，能測量熱點距離。可利用保鮮膜記錄熱點距離。2. 微波爐測量熱點間距離應為微波波長的一半。3. 利用巧克力測量光速結果，誤差在10%以內。4. 改變介質（巧克力浸泡在沙拉油中）會影響電磁波速度，因此波長也隨之改變。

PPO 是一種含銅的多酚氧化? (E. C. 1. 14. 18. 1)，主要是將酚類 (phenol) 氧化成二酚類(diphenol)，更近一步的變成quinones，後者是一種不溶於水的褐色聚合物，在植物中造成褐化最主要原因，然而在人類皮膚則產生黑色素 (melanin)。我們提出有一種揮發性的抑制劑存在動植物體內，此種抑制劑會抑制生物體內PPO 的活性。植物在收成後，揮發性的抑制劑逐漸消失，導致內生性的PPO 活性逐漸上升，因此植物便會產生深褐色的斑點。在本研究中，我們以玉蘭花作為例子，以生化酵素動力實驗、部分純化黑色素抑制劑來解釋揮發性抑制劑在植物體內的存在及其作用，更進一步對水果快速褐化提出一種新的理論。研究發現PPO 的褐化反應就像是人體內酪氨酸? (tyrosinase) 的催化反應，酪氨酸?可以使人體產生黑色素而累積在皮膚上形成黑斑，利用〝catechol paper 快速檢測〞模擬inhibitor 與tyrosinase 間的作用，證明，防止PPO 抑制劑之揮發可能在未來美白保養品工業裡扮演一極具潛力的角色。

一開始我們想解出九九乘法表中，放置一個正方形，使這個正方形四個頂點的位置的數加起來，和會是 140 的框框。解題的過程中，我們嘗試了許多方法，利用學校的數學課程所學習到對稱、因數分解的基本觀念，除了找出規律外，更發現九九乘法表的奧妙與許多有趣的玩法。

為了讓在行駛的車子能夠更安心的上路、遊玩和快快樂樂的回家，我們想出 2 個 SPECIALIDEA 可以讓行車更為安全，肇事機會變低。

臺灣東部海域常有海豚造訪，賞鯨豚已成為熱門的海上知性活動；海豚擱淺時有所聞，對海豚造成生命危險。由於 clicks 是海豚用來判斷目標遠近，辨別目標大小、形狀的聲波，因此，本篇研究報告以海豚 clicks 為研究主題，探討海豚回聲定位之水下聲學。本研究首先於海洋動物園以水下收音設備記錄海豚聲音，以波形與頻譜分析其聲音特徵。研究中亦以虛像法聲波傳遞模型探討影響海豚回聲定位之因素，發現海豚與目標物之距離、以及海水深度對海豚回聲之返回時間與波形都有顯著影響。從聲波之反射與干涉之分析，我們進一步得知不同材質的物體由於其反射係數不同，因此聲波的疊加可導致回聲強度的差異，海豚藉此可以分辨兩物體材質是否相同；當海豚偵測的目標形狀不同時，物體的頂點就是聲波的散射中心，因為它們產生的回聲疊加以後的干涉圖像不同，海豚藉此可以分辨不同形狀與大小的目標物。由此研究結果可推測海豚之回聲系統不僅為一維之訊號傳遞，更有產生二維或立體圖像之能力。

「燃料電池」是二十一世紀重要的能源科技，它效率高、噪音低、污染低、進料廣、用途多都是它備受矚目的原因。透過本實驗想了解各項因素對「燃料電池」的影響。我們利用容易取得的寶特瓶進行實驗，實驗內容包括了：找出通電時間、電壓、電極、電解液以及筆芯數目對「燃料電池」所產生的電流與最大電壓的影響，並找出擁有最佳效能的寶特瓶簡易燃料電池。經過實驗與討論發現：（一）通電時間愈久、充電電壓愈大、筆芯數目愈多時，燃料電池產生的瞬間電壓會愈大，使 LED 發光的時間也愈長。（二）電極材料：以鉛筆芯作為電極效果最佳，鐵絲次之，鐵筷再次之，美術用炭筆則不導電。（三）電解液：以運動飲料為電解液可產生最大的電壓；改用食鹽水則可使 LED 發光時間最久。