第46屆--民國95年

白額高腳蜘蛛是一種肉食性節肢動物，由於他的長相可怕不討喜，加上民間流傳白額高腳蜘蛛會「撒尿」，致使皮膚潰爛，一般人在家裡見到牠，無不拿起掃把將牠打死。然而人們對牠在生態系統中的作用、地位並不十分清楚，這次實驗我們研究牠的生活習性、捕食嗜好、食量及檢驗其排泄物的酸鹼值，還意外觀察到生殖的過程，相信對牠們多一分了解，肯定心中可以多解除一分害怕。

本實驗得到以下的結論： 一、植物激素GA3 對單子葉、雙子葉種子萌發的影響及GA3 對雙子葉種子內澱粉水解酶活性的影響： \r (一)GA3 幾乎均可促進單子葉種子萌發，但雙子葉種子卻視種子種類而異。 \r (二)不同濃度之GA3 造成雙子葉種子發芽率不同，應與GA3所誘發產生之澱粉水解酶活性有關。 \r 二、植物的向光性與植物激素 IAA 的關係： \r (一)向光性實驗時最佳處理方式為先切後注、照光及激素IAA 均同時處理4 小時。 \r (二)外加適當濃度之IAA 會促進單子葉植物玉米芽鞘之向光性。\r \r (三)外加適當濃度之IAA 會促進雙子葉植物芫荽、豌豆、綠豆之向光性；且找尋出方式來推測最適合向光性之外加IAA 濃度應介於何範圍。 \r 三、植物激素 IAA 及GA3 對於單性結果的影響： \r (一)與負對照組相比，IAA 及GA3 均能夠促進小黃瓜及茄子的單性結果。\r \r (二)促進小黃瓜與茄子果實體積發育之IAA 及GA3 最佳濃度，均對生長後期體積發育之影響較為顯著。 \r (三)IAA 及GA3促進小黃瓜單性結果果實發育機制應為促進果實水分之增加，而非果肉之發育。 \r (四)GA3 促進茄子單性結果果實發育機制應為果肉及水分同步增加，無特別偏重任一方。

在這個研究當中，我們設計並製作完成一部手工機械車模型。實驗該車曲軸分別在 0.5、1、1.5、 2 、2.5、 3 公分，連桿在9、10、11、12、13 公分，後腳在 3、3.5、4、4.5、5 公分各種組合對速度及拉力所產生的影響。並用 GSP(The Geometer’s Sketchpad) 繪圖模擬來驗證其結果之可行性。在拉力部份，原始實驗（前後腳底加日式止滑墊）由於與底面積摩擦力不足，實驗數據無法忠實呈現拉力。於是我們決定在軌道上貼砂紙並用以下四種方式來做實驗(1)在四腳上各加一個電池 (2)在四腳上加電池，在後腳底貼上橢圓形橡膠軟墊 (3)四腳加電池，後腳做關節且加大腳底面積 (4)四腳加電池並鋸短四腳，且加大腳底面積。實驗數據顯示在曲軸、連桿、長度改變及後腳孔位置高低改變時，拉力會隨之增加或減少。本研究歸納出下列結論:曲軸越短，速度越慢，拉力越大。連桿越短，速度越快，拉力越小。後腳孔位置越高，速度越快，拉力越小。

探討使用什麼溶液或環境能使台灣蜆（Corbicula fluminea，即河蜆、蜊仔）、文蛤（Meretrixlusoria，即蚶仔）及菲律賓簾蛤（Ruditapes philippinarum，即海瓜子）最快吐沙。（註：以上三種貝類在此均統稱為蛤蜊）在實驗結果中，我們可以發現台灣蜆在一大群聚在一起喝冷酒的情況下最易吐沙，而文蛤是在適量濃度的鹽水中最為活躍，海瓜子則是在米酒、鹽的最佳比例溶液中活躍最盛。

本研究是為了探討竹莖扁蚜（P. bambusicola）之兵蚜的防衛行為，並進一步探討螞蟻與蚜蟲之間互利共生的關係。結果顯示，兵蚜在族群中確實有型態上的不同，造成兵蚜有利於防衛的條件，且發現蚜蟲的防禦不一定需要仰賴螞蟻，除了螞蟻之外，還有部份種類的蚜蟲可藉由階級中的兵蚜來進行防衛，尤其是另一種栓葉安息香的造癭性竹莖扁蚜群，更能夠彰顯兵蚜群體中的作用。

所謂約瑟夫問題，就是有 n 個自然數排成一環狀，從頭開始，殺 1(個數)留 1(個數)，求最後留下的數會是多少？該問題在台灣的全國中小學科學展覽出現多次（如表二）。而資訊界演算法大師 Donlad E. Knuth 在其著作 The Art of Programing，CONCRETE MATHEMATICS（具體數學），針對該數列作詳細的說明；但是，不論是歷屆科學展覽或是大師著作，對於該問題，都只是談及殺 1 留β或是殺α留 1。筆者本研究中利用獨創α分類、n 及 k 分類、F 函數、b 函數及循環節，將約瑟夫問題探討範圍提升至殺α(個數)留β(個數)，求倒數第 k 個留下的數是多少？

新竹以東北季風名聞台灣。近幾年我們發現這美麗的風城一到十月份頭前溪河床上的沙被強勁的季風吹入新竹市，讓新竹壟罩在宛如小型沙塵暴的漫天風沙中，這景象令人擔憂。經過我們研究先以吸管束成風洞裝置，風扇為風源模擬河邊自然風的實驗發現 2cm 長的吸管便可達到風洞效果使風保持平穩，在控制風角度的實驗中以 40 度的風向最符合我們發現溪邊的沙丘角度。在沙量的實驗，我們改變風速，發現地表風速在 2.5m/s 以上，表面的沙子會飛走。定沙實驗以覆蓋洗衣網的效果最佳，能定住 92.2%。防風牆 1/2 圓弧具較佳的定沙效果，一層則可定住 88%的沙，3 層即可達到幾乎百分之百定沙。另外一層柵欄與風向的角度約 60 度與沙面的角度約 135 度可定住 54.5%的沙。在撒水的實驗中只要 0.5%的水就可以定住 70%的沙子，推測水的定沙原理不是靠水的重量是因水的存在增加沙粒間的吸引力。最後，我們實地觀察測量提出沙塵暴的防治可分三方面進行：一、頭前溪左岸應以定沙管理為主；高灘地或民眾休憩的河濱公園的開發應設在右岸。二、定沙管理分兩部份：一是有條件開放農民種植低污染的農業如牧草，一是計畫性的設置定沙柵及定沙牆與覆蓋沙面。三、採砂與運送要利用科學方法：加裝噴霧器噴水或密閉式運送，可節省可觀的砂石與降低環境的汙染。

我們在五上藝術與人文「第二單元：環境的藝術」的課程裡，我們發現保麗龍球中間挖空，放了一顆比保利龍球還要小的球，放在地上滾，路線和一般的圓球不一樣，非常有趣。我們想了解我們的「布偶球」滾動的變化，重心和力的關係，同時想探討利用的可能性。我們發現：（一）物體中空有重物（球）時，會彎曲滾動。（二）物體的滾動會受實心和空心的影響。（三）物體重心的位置改變會影響物體的滾動方式及路線，會偏向較重的一方滾動。（四）物體在旋轉時，會產生一股向外的離心力。（五）我們利用彈珠滾動改變圓球重心的原理，作出第一代的扭蛋五種（保利龍球加彈珠-分別放 1-5 個彈珠）（六）我們利用鐵罐、橡皮筋加螺帽，做出第二代會滾過去、滾回來的扭蛋。（七）我們利用馬達可以持續轉動的功能，加上竹筷，做出第三代的扭蛋。（八）我們利用改變重心位置會影響物體的滾動方式及路線的原理，加上馬達，做出第四代的扭蛋（透明及不透明球加馬達加偏心結構）（九）我們的扭蛋除了很好玩以外還可以做為自動清理地板的好幫手，真是有趣又實用。我們透過「有趣的扭蛋」的研究，可以把科學的研究成果在日常生活當中加以應用，覺得有趣又有意義。

本實驗提供一個使傳統藍染工藝復活的契機，希望從減少時間成本、珍惜染料資源、減少操作複雜度、根絕水污染及減少臭味等方面提供改善方案。從結果可看出得知鉑黑分子篩可無窮重複使用，在反應過程中無其他副產物出現，並且可在常溫中進行，相對於化學還原法尚會生成硼酸鹽類，雖然硼酸鹽污染性低，但硼氫化鈉反應性高，在水中除還原染料外，尚會自行分解，故從環保、安全及經濟方向思考，鉑黑分子篩確實是讓藍染工藝復活的不二選擇。本實驗發現分子篩催化還原法，其反應以速率定律式來看為零級，如此可使控制及管理更為方便，可在反應之初，就可正確預估何時必須加入反應物劑。未來希望尋找更多具同樣性質的還原劑，及不同植物染料，使其不僅符合經濟效益，更可結合傳統與現代，使傳統具有新的生命。

風力發電的原理是利用風力吹動風車的葉片，將風力轉換為快速的動能，產生的動力可以轉動旋轉式發電機發電。首先，我依據風速與發電電壓的關係數據，製作一個簡易的風速計，作為各項實驗，測量風速的工具。接著研究，在相同的風速下，風車葉片的面積、旋轉半徑對轉速的影響，進而發現，對小發電機而言，風車葉片的面積、旋轉半徑越大，不見得轉得快。 接著再分別加裝齒輪裝置、更換較大的發電機、及合乎流體力學的風扇葉片，進行各項實驗，確實能逐步提升風力發電裝置的發電量。最後，蒐集生活中的回收材料，製作一台環保可攜式風力發電機。連接上二顆 3號鎳氫充電電池，進行充電，就可以將電能儲存起來。