第47屆--民國96年

由於鹽水濃度擴散速率遠小於溫度擴散速率，導致了濃度極不均勻的現象，稱之為鹽手指（ salt-finger）。本研究首要在設計出觀測及量測鹽手指現象的實驗裝置且分析鹽手指下降的現象，進而探討在系統不同溫度、不同溫差及不同濃度下，鹽手指下降速率的關係。結果我們在經過不斷的改良及克服困難下，終於設計出實驗裝置而可看到及量測鹽手指的現象，並經由拍攝整個鹽手指形成過程，分析出鹽手指的下降過程的現象，進而探討鹽手指在沒有溫差、有溫差及不同濃度變因下與下降平均速率的關係，此處沒有溫差、有溫差指得是產生鹽手指的液滴與容器內裝有的溶液同溫與有溫差的意思。我們的結果如下：（一） 發現鹽手指在沒有溫差時，系統中溫度對下降平均速率關係為溫度越高下降平均速率越快。（二） 發現鹽手指在有溫差時，系統中溫差對下降平均速率關係為溫度越高下降平均速率越快。（三） 發現鹽手指的下降平均速率與濃度四次方有關係。本研究可應用在晶體結晶時的均勻析出。

此研究針對臺北近郊常見的三種皮異 (虫脩) 屬竹節蟲：山桂花竹節蟲 (P. elongatus)、粗粒皮竹節蟲 (P. illepidus)、雙色皮竹節蟲 (P. bicolor) 觀察其生活史、食草、野外棲地環境並比較外部形態，尋找出簡便的辨識方式。其皆為多食性，粗粒皮竹節蟲棲息於山稜線附近，生活週期與筆羅子的萌芽相關；山桂花竹節蟲喜歡乾燥，若蟲以台灣山桂花、變葉懸鉤子、杜虹花為主食；雙色竹節蟲偏好潮濕的底層，以赤車使者、長梗紫麻為食草。 其皆為一年一世代，卵期約270 天，生活史約330 天。在臺灣北部八月下旬以後就很難發現這三種蟲的蹤跡。兩性生殖，成蟲雄小雌大，卵無黏性。產卵量以粗粒竹節蟲最多，約可產200顆卵；最少為雙色竹節蟲則可產140～150顆。

本作品是以自製新骨牌─「菱形骨牌」進行數字花遊戲（一個小正六邊行數字和）的探討。所研究的問題為：一、新骨牌新遊戲的定義二、菱型骨牌「數字花遊戲」的探討１、二～十九朵花底板設計的探討２、二～十九朵花數字和遊戲的探討３、十九朵花數字和極限值的探討三、數字花遊戲之變形推廣將二十八張菱形骨牌全用上的不同圖形：中空大菱型（十四朵花）、大心型（19 朵花）、阿尼型和四小心型。我們找出不同數字花的最大值及最小值，並提供玩家一系列不同圖形的有效解題法。

一、設計一自製動力車模擬真的車體，及底片盒製作簡易的引擎(燃料引爆室)，再改良點火槍作為類似火星塞的引爆裝置。二、以改造的點火槍點燃酒精動力車，藉以探討燃料種類、濃度、揮發時間及燃料體積等變因對動力車速度的影響，藉以找尋乙醇燃料所能發揮最大動力下的條件。三、由於氣體膨脹後的急速產生的威力遠大於液體，所以我們便著手探討揮發時間對動力的影響。結果顯示，揮發時間愈長，動力愈佳。但有一上限，約在２分鐘後，效果便無太顯著差異。四、由實驗結果得知，在室溫(20~25 度)時，乙醇燃料受引爆而產生的動力，會隨著濃度增而提升，而相同條件之下，80%以下的濃度則需提高溫度才能順利產生動力。五、在固定體積的引爆室(底片盒)中，添加的酒精體積有一定的合適範圍，太少量不足以引爆，而過量的效果並無較好。

使用現有的電腦及網路設備，再加上一些電路就可由世界各地透過網際網路(Internet)觀看、餵食家裡的寵物，甚至開關照明、電暖器等。目前可餵食乾狗糧、乾貓糧、魚飼料、鳥飼料等。 遠距視訊寵物餵食器是由一台電腦稱餵食端(圖1右側)，經由印表機埠(printer port)控制餵食器、電暖器、照明、或設定餵食時間及照明、電暖器ON及OFF時間，且可經由串列埠控制AI馬達來改變視訊攝影機(Web Cam)的方向(上下左右)。 遠端電腦(圖1左側)透過網際網路可遙控餵食器、電暖器、照明及視訊攝影機的方向，經由餵食端電腦的視訊攝影機(Web Cam)傳回遠端，可在世界各地看寵物生活及活動情況。因有攝影機的旋轉功能，故用於家庭保全及家電控制等用途。

在人體內經由呼吸作用，容易產生自由基，可能導致癌症、老化等問題，所以在食品中常可看到強調具有抗氧化的成分，可消去自由基減緩細胞氧化。所以本實驗主要以食品中所含的抗氧化劑，因具備有還原能力，將四氯金酸溶液還原成為金奈米粒子，以金奈米粒子的顏色和吸收光譜圖，來探討不同食品的還原能力。經由實驗結果顯示具抗氧化劑的食品確實對於四氯金酸溶液具有還原能力，所得金奈米粒子的粒徑相較於以檸檬酸鈉還原而得的粒子其粒徑較大，而在實驗的食品中，以綠茶溶液所得的金奈米粒子粒徑分佈最為均勻。在實驗中也探討以不同浸泡時間的綠茶溶液，對於還原製備金奈米粒子所產生的影響，可知當浸泡綠茶時間約在 4 到 6 分鐘時，金奈米粒子溶液有較大的吸收值。此外，也以不同濃度的維他命 C 溶液還原製備金奈米粒子，將維他命 C 溶液的濃度對金奈米粒子的吸收值作圖，可得到一良好的線性關係，可做為檢測未知濃度維他命 C 溶液的方法。

為了證明離子感應電流的存在、測其大小及探討離子溶液代替金屬導體之可行性，我以離子分離電容器、螺線管、羅蘭環及萊頓瓶等器材，設計感應電流的量測方法。藉由電壓紀錄器記錄瞬間的感應電壓，再由測得電壓換算成電流。實驗結果顯示硫酸銅濃度 5%時，離子漩渦電流產生 4.4×10-4(μA)的感應電流，離子螺線管產生 1.89×10-4(μA)的感應電流，且離子濃度約 15%時，漩渦離子產生的感應電流最大；當噴水速度達 1032 (㎝/s)時，帶電水霧產生 3.4×10-4(μA)的感應電流，且噴速越快，產生的感應電流也越大。由實驗結果驗證了離子感應電流的存在及離子溶液代替金屬導體的可行性，藉由感應電流之偵測及離子溶液的導電性，更可拓展至直流發電機、金屬偵測門、及科幻片中在空中飛行的車子等無可限量之生活應用。

為了要檢驗肉眼無法辨識的微小動態變化，例如：一小時內植物的生長量，或五分鐘內液體的蒸發量。本研究結合樂高積木與LABVIEW 程式的控制，並利用光槓桿原理設計出可自動測量連續性微小變化的儀器。自實驗過程中，不斷嘗試改進儀器的精密度可達10-3cm，成功測得一滴水可增加的液面高度，與五分鐘內液體的蒸發量；並且可以知道在一小時內植物的生長高度變化量。希望能改善全國實驗室難以在短時間內測得動態變化的狀況。

我們利用廢棄的資源回收材料，製作一部以風力為動力的風帆車，並且設計實驗來探討哪些因素會影響風帆動力車的行進速度，以及風帆車在不同風向時的行進能力。我們得到主要結論如下：若要使風帆車行進速度增快，帆面面積要大、風帆形狀要選用三角形，且帆面要有點曲度；風帆桅桿要在車身中間位置，重心才會穩定；車體配重要輕、輪子要小，輪子表面具平滑材質。風帆車的風向要避免行走在正逆風左右各約35 度角內，最佳風向角是90~120 度及相對位置的240~270 度，把風帆角度調整至風向線與車身龍骨線之間的平分線上前進，可獲得最快車速。

報紙報導：大城鄉地層下陷速率快，是由於抽地下水。為了解大城鄉地層下陷的現象與地下水的關係，我們設計實驗和模型了解地下水的形成，及地層下陷原因和災害的研究。實驗證明地下水的形成原因及地層下陷後可能造成的傷害。透過模型更明瞭地下水與地質結構的關聯。利用網路資料，將歷年下限量統計分析。另實地探訪監測站、老舊房屋、新建築地基、路基、橋面的差異;以自製的測量地下水面高度的檢測筆，檢測地下水面下降的現象。依研究提出結論：（一）地下水有補償、流動及負載的特性。（二）實驗、訪查、統計與模型設計可驗證地下水與地層下陷的關聯。（三）抽地下水的傷害包括：地面下降、鹽化、房屋下陷、海水倒灌、積水不退等。