第46屆--民國95年

多個燈泡或燈管的光源投影時，會因觀察者的位置和觀察角度，在螢幕上會產生各式各樣的光影。線形的燈管會有長短、夾角的變化，多個燈泡光線通過小孔後則會形成多樣化的光影變化，充滿藝術投影的效果，猶如會舞動的精靈。利用自製的觀察器觀察成像，可以發現以下現象：一、孔洞半徑＞2.5 公分，物距 191.6 公分時，燈泡的光影會相互重疊，形成不同的影像。二、物距越遠所形成光影越小，亮度越暗。觀察器的像距所能調節差距不大，所以影響較小，像距越大成像的光影也越大。三、彩色燈泡的色光重疊可產生多種的顏色變化，讓投影更具美感。善用面鏡成像與孔洞成像的光線變化，加上改變觀察者的位置和高度，可以清楚的觀察到多樣化的多光源投影。

八上自然與生活科技 65 節，曾簡單介紹金屬的熱膨脹，?了進一步研究這課題，我們組裝偵測熱膨脹的儀器，並希望儀器的靈敏度高，能推廣為教學器材，經過我們不斷努力與改良，終於有了令人愉悅的成果。 自製第四代熱膨脹儀的結構如圖 1，設計「角尺懸吊金屬棒」與「滾針及鏡面反射」是儀器的重要部份，利用滾針旋轉及鏡面反射雷射光，加乘放大熱膨脹的微量變化，這是我們主要的創意，以公厘（mm）為測量單位，儀器的精確值到小數第四位。 利用自製的熱膨脹儀，探討金屬熱膨脹的影響因素。分析實驗所得數據，平均相對偏差在 1.0~1.8﹪，而線膨脹係數的相對誤差約-1.1~ -4.0 ﹪。

本實驗擬利用校內外取得之各顏色花瓣、葉、果皮，分別榨得其水溶液，測試其酸鹼性，再製造成試紙，檢測其是否可測試酸、鹼性溶液，最後將測試結果統計佔有率，並作比較。研究目的：分別為各顏色的花瓣、葉、果皮溶液酸鹼性及所製造的試紙可測試酸、鹼性溶液的佔有率分別如何？並比較。研究結果：多數是酸性的有紅花瓣、葉及果皮，紫果皮、葉。多數是中性的有橙、黃的花瓣、葉及果皮，紫的花瓣，白的花瓣及葉。其他顏色的酸性中性則佔少數。經比較，酸、中性最多的是分別是紅、紫花瓣。沒有發現鹼性的花瓣、葉及果皮。而可以製造酸、鹼試紙及酸鹼試紙佔少數，經比較，佔有率較多的都是藍、紫花瓣、紅葉、紫果皮，其中又以葉佔有率最高。

我們知道廢電池中由於含有多種重金屬，如果不加以回收處理，容易於環境中流佈，並間接為人體所吸收，而重金屬是無法經由人體代謝排出體外的，所以經年累月經生物濃縮作用，便可能發生重金屬中毒事件。因此本實驗ㄧ特地探討廢電池對生物體的影響，來證明廢電池對生物體所帶來的立即危害及妨礙生長的情形。實驗二針對廢電池的電力在生做初步探討，目的再於研究讓沒電的電池增加電力，雖然實用性不足但卻具有實驗意義。實驗三特別針對廢電池的組成物質尋找回收再利用的方法，並且充分利用在國中教學的課程中，以達到回收在利用的目的。尋求做好所有廢電池的回收，大家原就應當責無旁貸，尤其是含有水銀及鎘的乾電池，更是務必要加以回收，本主題刻意凸顯廢電池危害環境及回收利用的重要性，希望國人養成回收電池的好習慣，其實「養成良好的回收習慣」就是表達對環境最大的善意了。

將紫甘藍汁盛裝在內壁塗佈有 TiO2 光觸媒的燒杯中，以紫外光照射半小時即有顯著的褪色現象，但未塗佈TiO2 燒杯中的紫甘藍汁也以紫外光照射，卻無螁色，可見TiO2\r 的確產生效果；並以自組的透光儀量測紫甘藍汁水溶液，發現當水溶液的顏色愈淺，透光度會愈大，透光儀所輸出的電流值也隨之愈大，故可藉以計算紫甘藍色素的分解率。另外，實驗發現在愈鹼的環境下，TiO2\r 光觸媒對紫甘藍汁有較佳的分解效果，由此可推論，紫甘藍汁中色素的分解是起因於氫氧自由基的氧化作用，在愈鹼性的環境中有助於二氧化鈦光觸媒產生氫氧自由基，故造成鹼性環境中的分解效果比在酸性環境中好。

不同的植物種類催化雙氧水分解生成氧氣的量不同。同一種植物樣本，因顆粒的大小不同於相同的時間內催化雙氧水分解生成氧氣的量也不相同。根據此次實驗結果，以葉子的催化效果最好。本次實驗所取得的 69 種植物樣本中，前十大排行榜分別為︰構樹﹙葉﹚、桑樹（葉）、地瓜（葉）、牽牛花﹙葉﹚、馬櫻丹（葉）、金露花﹙葉﹚、空心菜﹙葉﹚、紫藤（葉）、金棗（葉）、山櫻花﹙葉﹚。

目前商業上，由於石油隨著時間不斷減少，帶起研究替代能源的風潮，燃料電池為近代訊束崛起的一項發明，花一些時間深入了解後，在電池的組成和燃料上，都引起了我們許多的疑惑，所以我們先試著組成一個模型，後再探討燃料對電池的影響，後根據實驗過程中，產生的問題加以研究改良，在我們的研究過程中，發現了許多可以研究的方向和發展的問題，也由於我們剛接觸燃料電池，所以我們再研究時的問題應該和大眾有的問題雷同，這份報告可以供給對燃料電池有興趣的初學者閱讀並了解燃料電池。

蓮花效應是指蓮葉表面具有奈米纖毛結構，因此只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面，在我們生活週遭，許多植物具有蓮花效應。本實驗選擇彩葉山漆莖作為研究材料，因為我們發現在同一植株上，嫩葉的蓮花效應最佳，而老葉幾乎無蓮花效應。當彩葉山漆莖的新葉轉為老葉，蓮花效應會減弱，甚至消失。我們以不同水量、土壤酸鹼值及光照作為變因，來探討蓮花效應改變的原因，結果發現水量並非主要影響蓮花效應改變的變因；土壤過酸或過鹼，會減弱新葉及嫩葉的蓮花效應；置於暗室則使整株彩葉山漆莖所有葉面皆無蓮花效應。許多植物的性狀，在老化或面臨環境改變時，會將控制性狀的基因開啟或關閉。因此，我們推論，當環境因子改變時，植物的蓮花效應可能是經由基因層次的調控，藉以增強或減弱此性狀的表現。如果不是基因的開啟或關閉，則有可能僅是葉表面的結構發生些微的改變，真正詳細的機制仍有待進一步的確認。

構樹的葉子形狀可稱得上千變萬化，常見的葉形有三種，分別是心形葉、缺刻狀葉和深\r 裂葉（三裂、五裂）。不同的環境下植株葉片的形狀有很大的差異，在陰暗處以心形葉居多，\r 陽光充足之處則以缺刻狀葉和深裂葉為主。依照實驗觀察發現構樹的葉形轉變有著規律性，\r 由心形葉→缺刻狀葉→深裂葉，原先為五深裂葉的葉片並沒有改變，陰暗處生長的心形葉，\r 葉上表皮表面積和葉長比值為2.455，為了要爭奪更多的陽光，便朝接收陽光面積較大的缺刻\r 葉（比值2.766）以及深裂葉（比值3.660）的方向轉變，而在陽光充足地方生長的構樹，由\r 於深裂葉已能有效的吸收陽光，便不再改變其葉片的形狀。在陽光充足處生長的構樹，深裂\r 葉的細毛數量比心形葉多且長，可反射多餘的陽光避免植株過熱，以免散失太多的水分，而\r 心形葉則為了要得到更多的陽光，避免長出太多及太長的細毛。利用增加光照時間來探討構\r 樹葉形變化的實驗中發現：延長光照六小時組最早出現葉形的變化，也有最多的葉片由心形\r 葉轉變成缺刻狀葉。但延長光照二小時和控制組（延長光照零小時），這二組在觀察期間，葉\r 形都沒有發生變化。由實驗結果我們推論，適度的增加光照時間可加快葉片形狀的轉變。

7-11 便利商店所贈送Hello Kitty3D 磁鐵的影像會依旋轉角度而成為動態的影像，很吸引我們的注意，和老師討 論之後，我們很想知道光折射原理如何在 HelloKitty3D 磁鐵上面運作著。因此我們收集這些磁鐵，拆解它們加以觀察，努力 的收集資料，然後以圓玻璃棒設計實驗來實現各種圖形的變化，並測出入射角、折射角，再計算出折射率，和查得玻璃的折射 率對照，以驗證實驗方法的對錯。希望能由此研究，可延伸出作為一簡易的 測量透明物質折射 率工具及方法。以我們的實驗方法教同學們用此過程來製作動態的影象，吸引同學們能將理化融入生活中而學以致用，並創意的用為家裡 的裝置藝術；必能在應用時能更明白光學原 理，了解以「學中做，做中學」為學習理化的最佳方式。