第47屆--民國96年

本研究，從自製 Van De Graff generator(本文之後皆簡稱為 VDG)開始，利用手邊能取得的東西，找到合適的 VDG 材料。之後，控制一些變因，找出影響帶電金屬球殼電壓的因素，藉以調控電壓。

我們設計一系列的實驗來探討為什麼水芙蓉的根需要那麼長。我們以剪根的方式來檢測對植株的影響，結果發現根有吸收養分的作用，但是只要長到一定程度就能達到養分吸收的目的，根再長對養分吸收似乎沒有特別的幫助。根重改變對水芙蓉翻正有很明顯的影響，但根長改變則影響不大，顯示根的重量對穩定有重要的影響，但實驗也發現根部太重對植株也有不利的影響。植株型質分析發現葉子提供浮力，而根的重量提供穩定作用，使之不會在水面上亂漂或可能翻覆。最後，生長在各水域的植株根會隨水愈深而愈長，實驗結果支持我們的假說，即是水芙蓉根的長短和穩定有關；同時也暗示水芙蓉的生理具可塑性，能依其生活環境的不同，對根或葉部做不同能量的投資。

維生素 C 是果蔬汁的重要營養素之一。網路上有報導指出：「胡蘿蔔中含有維生素 C 分解酵素會造成果蔬汁的維生素 C 喪失殆盡」。但衛生署食品資訊網，卻認為上述傳言未有文獻證實，建議持保留態度。本研究擬探究胡蘿蔔是否會影響果蔬汁的維生素 C？若會，則探討影響程度並尋找控制的方法。若不會，則藉此研究糾正網路傳言，以正視聽。本研究另分析市售果蔬汁維生素Ｃ含量，以瞭解是否也有維生素Ｃ損失的問題？結果證實胡蘿蔔確實會破壞維生素 C。顯示網路傳言，有其可信度。但透過適當殺菁或酸處理，則可獲得改善。市售包裝果蔬汁，不管品牌、產品種類，其維生素 C 含量均有隨時間延長而減少現象。

我們利用 Ia 型超新星來驗證討論哈伯定律(Vr = H ×d )與測量哈伯常數、探討宇宙年齡，並討論宇宙加速膨脹的可能性、哈伯常數是否為恆定值等。利用網路找出Ia型超新星觀測資料，並借由此型超新星可當成標準燭光(StandardCandle)的特殊性質，我們可以很容易算出星體的距離d ，再借由觀測到的紅移值(RedShift)可算出星體遠離我們的徑向速度 Vr (Radial Velocity)，最後再利用數值方法求出最佳擬合直線來得到哈伯常數。我們從資料、各式理論進行討論分析，認為宇宙極有可能在加速膨脹，意即哈伯常數並非恆定值。我們得到的哈伯常數分為高、低紅移兩部分，以低紅移超新星測量到的哈伯常數~57.6km/s/Mpc；以高紅移超新星測量到的哈伯常數~ 30.6/km sMpc；並綜合高、低紅移超新星，測量到的哈伯常數~ 31.7/km sMpc。若假設哈伯常數為恆定值，低紅移資料對應的之宇宙年齡約 170 億年；高紅移資料對應之宇宙年齡約 319 億年；綜合高低紅移資料對應之宇宙年齡約 309 億年。由於宇宙極可能加速膨脹，哈伯常數極可能是時間的函數，所以宇宙年齡可能也並非簡單哈伯常數的倒數就可算出。

近幾年來，果汁飲料盛行，且標榜著含有豐富的維生素 C。維他命 C 是我們生活中所必須攝取的營養素之一，同時也是人人皆知的美容聖品。但究竟這些果汁飲料是否真的與新鮮水果一樣含有維他命 C？而檸檬是不是維他命 C 含量最豐富的水果？以及維他命 C 會不會受溫度改變而被破壞呢？希望透過收集資料及進行實驗後，對各種水果及果汁類飲料中維他命 C 的含量有更深一層的認識。同時，也提供資料給需要攝取維他命 C 的人與常喝果汁飲料的人作為參考。

本次科展作品由三角邊形的魔方陣出發，設定規則如下；在 n 階三角形魔方陣中填入給定數字，使其三個 1n ? 階三角形數字和相等。我們得出如何從 n 階魔方陣推至(n+1)階魔方陣，與給定任意一個 n 階魔方陣，如何填出一組解的方法。遵循著三角形魔方陣的填法，我們可將其推廣在平面任意 m 邊形及正四面體上。前者，我們得到給定任意 n 階 m 邊形填出一組解的方法。後者，則是可由 n 階立體魔方陣推至(n+1)階立體魔方陣；當給定偶數階立體魔方陣時，可利用自創的圓形圖進行求解，文末亦討論了具有特殊性質點的個數。

在看不見的磁場分佈中灑下鐵粉，可以透過鐵粉的重新排列清楚地看出磁力線的軌跡，而鐵粉由亂而序的過程背後，有個看不見的力量，主導著每個鐵粉顆粒速速向前。本研究利用觀察鐵粉（分別為細粉末與粗顆粒兩種）在磁場中的排列與運動行為，探討兩個重要的物理現象：I. 磁場在通過不同介質時所遵循的折射(refraction)現象；II. 磁場分佈對鐵粉顆粒產生的磁力(magnetic force)現象。本研究以電磁鐵通電產生靜磁場。由於電磁鐵的磁導係數遠大於自由空間（空氣）之磁導係數，磁力線由電磁鐵進入空氣時，其出射角幾與邊界面垂直，形成一單純之邊界條件，因此磁通密度在自由空間中的解析值可直接利用馬克斯威爾方程式求得。我們亦導出空氣中的磁通分佈對微小的鐵粉顆粒所產生的磁力公式，發現鐵粉顆粒受靜磁力的大小與該顆粒的體積、磁通密度與磁通密度之梯度成正比，而方向與磁通密度之梯度一致。

地處環太平洋地震帶的台灣，發生地震是常有的事，雖然科技突飛猛進，對地震的來臨仍是無法準確預測，所以要防止震災所帶來的危害，加強建築物的耐震、抗震是首要之務。本實驗以自製、簡易的震動平台來模擬地震時的橫向撞擊，測量出建築物被撞擊後的移位面積或移位量來表述其防震能力。從多次測量結果，我們得出：(一)等底面積、同重量的建築物中，以底面內角有銳角者(例如三角形)之耐震程度較佳。(二)鋼骨構造的建築物以大 X 型的斜桿拉張作用，最能分擔樑柱所承受的撞擊力，故抗震能力最好。(三)建築物在安全載重的條件下，可提高建築物穩定性，也提升了防震效果。(四)加裝阻尼器的確增加建築物的抗震力，是極佳的抗震設計。

這件科展作品是有趣又具備科學原理的「雙翼反轉直升機」。想要製作一個能夠直直往上飛的直昇機並不簡單，必須先要探討飛行的動力及結構，找出最佳的條件，測量配備是首要的，所謂：「工欲善其事，必先利其器」，因此我們先著手設計開發六個測量配備，以精確算出橡皮筋的扭力和旋翼的推力與轉速。配備對小學而言極度缺乏又非常不熟悉，我們必須要無中生有，是一件難度極高的挑戰，是很難完成的任務，但是我們還是一路克服過來，中間歷經了無數的失敗和挫折，才設計開發製作完成，並進行研究，內容分為三大綱：一、探究由扭緊的橡皮筋中釋放出的扭力？二、研究各種長短、寬度與角度的旋翼所推進的動力？三、由實驗數據開發出能飛最的高或是最久的雙翼反轉直升機玩具？由一連串實驗後，我們把各種變因考慮說明。

本研究可改善一般家用或市售的電源插座，讓一般電器使用者，能夠容易的從本裝置上LED BAR 的顯示知道，目前插座所提供的電流大小，是否已達安全的限度，有指示與警示作用，防止過載的發生，LED BAR 的顯示效果也能夠提醒電器使用者養成節約能源的習慣，隨手關閉不需要的電器設備。本裝置是使用霍爾IC 來檢出導体電流大小所產生相對應的磁場強度，再轉換成電壓訊號輸出，是屬於非接觸式的電流感測，安全性佳，檢出訊號經放大電路處理後，驅動LED BAR，過電流時(15A) 15A)，內部蜂鳴器會發出警告聲響，進而送出訊號使的無熔絲開關（附漏電斷路器者）跳脫，達到過載保護的功能。