第46屆--民國95年

在實驗中，我們利用光催化分解有機污染物，並探討其中的反應速率。以紫外光、氧氣及觸媒-二氧化鈦，對甲基藍進行一連串的光催化反應，並設計了四種變因，分別探討反應時間、甲基藍初濃度、二氧化鈦表面積和紫外光波長對反應速率的影響。最後再利用分光光度儀，測量反應後的吸收度，用比爾定律換算出反應後甲基藍的濃度，進行實驗的討論分析。 \r 由實驗得知，隨著反應時間的增加，甲基藍的濃度逐漸減少，但反應的速率卻也逐漸減緩。若反應物的濃度增加，造成碰撞的頻率增加，導致反應速率亦增加。因此反應為非勻相催化，甲基藍需吸附於光觸媒表面較容易進行光催化反應，因此觸媒表面積大小會影響光催化反應速率。若照射光子能量超越能帶差，光粒子數增加，反應速率亦會增加。 \r 綜合實驗結果及數據，因而推導出甲基藍的反應速率定律式： \r r = k [ MB ]0.15~0.30(ATiO2)1.7~1.9

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。

本研究以孟宗竹、苦竹及麻竹三種竹材，經微觀實驗得知350℃(一次碳化)前脫出物以水及竹醋液為主，由滴定試驗測得一次碳化之竹炭水pH=7.69 小於市售竹炭水(pH=8.30)\r ；因BET(54.7㎡/g) 較小，使每克竹炭除氯量僅有0.001克 ，且焰色試驗不明顯，故進行二次碳化750℃(1)。麻竹含水率低(14.3%) 但結構鬆散(0.22g/cm3)\r ；苦竹雖結構緻密(0.43g/cm3) 但含水率高(30.1%) ，兩者體積收縮率大(25.13%及23.11%) ，皆不適合燒製竹炭；孟宗竹含水率較低(10.7%)\r 、體積收縮率小(19.29%) 、結構緻密(0.42g/cm3) ，可得較佳之竹炭。由焰色試驗及原子吸收光譜測試結果證實竹炭水中含有Ca2+、Na+、K+ 等離子，但Ca2+與Na+顏色相近，因此先以Na2C2O4\r 使Ca2+沉澱，再進行焰色試驗以確定Ca2+存在。由HCl 滴定試驗得知二次碳化之竹炭水pH=9.60且BET為195.2㎡/g，使得除氯量較大(0.021克)，因此得知竹炭不但可放出鹼性鹽類，也可吸附Cl-，使pH值上升；由一次及二次碳化後之竹炭外表長寬變化推知，一次碳化屬纖維間空隙，表面積較小；二次碳化屬纖維內斷裂，表面積較大，這可由表面積\r 測試結果(54.7㎡/g,195.2㎡/g) 得到驗證。

從一個大人與小朋友皆喜愛的夜市小遊戲—「撈金魚」，引發研究身旁周遭所看過、用過的各種不同紙張的好奇心，這些紙叫什麼？它的負重程度怎麼樣？要用什麼方法去測量出來？沾了水(或是沾不同液體)之後的紙張，其負重程度是否會改變？藉由一連串反覆的實驗中，我們瞭解夜市的撈魚老闆應使用什麼樣的「紙」供顧客遊玩，才不會血本無歸，顧客也能玩的盡興。過程中發現紙網與池水水面的接觸角度是越垂直越佳；紙網在水中的時間越短越不容易破；所選擇的魚種，體型越小越好，活動力較弱較佳；儘快將撈到的魚放入小臉盆，使小魚停留在紙網的時間越短越好，避免小魚掙扎時，弄破紙網。

利用喝完的汽水瓶及打氣筒等簡單儀器，取代用水銀做波以耳定律實驗的方式來測量氣壓的大小。液體因氣壓及液壓的推動使水噴出，由所學的水平拋射推得液體噴出速度，修正空氣阻力等因素後，以白努利方程式可以測量封閉式汽水瓶容器內部的氣體壓力。而我們依此種方式測得1大氣壓力約為9.2×104~1.25×105N/㎡，誤差約3.7%~23.4%，同時也証明真實氣體並非遵守波以耳定律。

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。

從黑白棋遊戲中訂定新的規則，延伸創造出新的遊戲；從兩人對奕推廣到 n 人遊戲，並找出此類兩人博奕遊戲的『必勝法則』，並且發現與特定『Ramsey 數』模型的關係。

旱溪為烏溪重要支流之一，由豐原流經潭子、台中市東區，於烏日匯入烏溪。藻類面對水質變化的衝擊，不能適應者被淘汰，能適應者數量可能大量增加形成優勢種，因此我們可以就其種類，記錄流經該處河川溪流的水質狀況。本研究進行旱溪偏上、中、下游等五個測站之矽藻採樣分析作業。以各採樣點之矽藻種類及數量，計算 GI 藻屬指標、種豐富度及歧異度來探討旱溪各區段之水質概況。旱溪中偏上、中、下游各不同區段水樣中，以偏上游樣點之矽藻總數為最高、其次為偏下游、紙漿工廠，最少的為偏中游。由 GI 藻屬指標發現，旱溪除了偏上游樣點屬中度污染外，其餘均屬嚴重污染；由 TDI 藻屬指標發現，旱溪除了偏下游樣點屬普養水質外，其餘均屬優養水質。而紙漿工廠及偏中游有較高的種豐富度及歧異度。旱溪的整治工程，於施工期間濁度升高，對浮游藻類生長不利，但於整治過後(如下游的人工濕地)，對水質改善有幫助，進而反映在藻類的 GI 值及 TDI 值之改善上。

運用平行線之概念，作出同底等高之梯形圖形，並結合了面積相等減法等量公理，導引出梯形兩對角線與兩腰所夾之面積相等，進而運用到實際生活中－土地分隔線重劃之問題解決；並進而運用相關原理去探討面積等分問題、四邊形轉換成等積三角形與多折直線還原成一條直線之研究。

我們做的是關於一刀剪紙(正方形的紙)，找出在紙中央剪出各種圖形的方法、一刀將一個大正方形等分成 n 個小正方形的方法，及一剪出錐體、柱體的展開圖的方法。