第47屆--民國96年

本實驗探討植物藍染之建藍發色、染色過程與染後處理三部分。建藍發色：不同 pH 值之木灰水、不同染液體積、還原劑量及溫度比較，發現 pH13 以上染液發色效果最佳，pH12 以下無法發色；不同染液體積和還原劑量，因外在因素無還原藍色；溫度的比較因實驗環境溫度相差不大，無明顯差異。染色過程：染色時間和次數、布質、染後氧化時間不同比較，得知染色次數多及時間長顏色越深；布質比較，含棉量越高染色力越好；紙類以宣紙染色力最好；細棉布 10 分鐘後氧化完全，不再有染液漂洗出。染後處理：不同環境放置、清潔劑之清洗比較，放置牛皮紙袋中效果最好；而用洗衣精清洗後的布無明顯褪色。為了驗證此實驗中染出的顏色是否準確，故最後又做了色階為標準。

本研究以電子天平、電導度計、PH 儀、鹽分計等儀器，來研究由不同地區所取得的雨水，對於不同建材（石版、紅磚頭、大理石、瓷磚）的腐蝕程度、鐵金屬片的氧化效果，及不同金屬片在不同的食用鹽溶液、不同重量百分濃度，所組成的反應系統之金屬氧化反應及電化學性質。依據所測得的數據，得知以下的結果：各地區雨水的 PH 值以仁武地區最小並達到酸雨標準，其電導度最大，也是最容易造成建材腐蝕及金屬氧化。我們發現建材對於酸雨的抗腐蝕性依序為 瓷磚＞紅磚頭＞石版＞大理石不同食用鹽中，就金屬氧化程度而言，不同金屬中以鐵金屬最大，鋅金屬次之，鋁金屬第三，而銅金屬最小；以加速金屬氧化程度而言，高級精鹽最快，美味鹽次之，無碘鹽第三，而低鈉鹽最慢。

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。

實習過程往往遇到形狀複雜工件，無法用一般虎鉗夾持進行加工，如：銑床的曲柄、虎鉗的搖桿、球體……等等。加工複雜工件時，需使用 V 形槽、壓枕……等等夾具加以輔助，但有些夾具根本無法夾持球體。使用特殊夾具需拆除原有之虎鉗，還必須校正，工作繁雜又浪費很多時間，加工效率大大降低而增加生產成本。

嗜菊短頭脊沫蟬是在台灣分佈很廣且在我們校園中常見的昆蟲，因有很好的偽裝常常被忽略，我們希望這個研究讓大家認識『嗜菊短頭脊沫蟬』，及他們適應環境的方式。嗜菊短頭脊沫蟬屬植食性昆蟲，利用刺吸式口器吸食植物汁液，在本校主要寄主植物是過江藤（多年生的匍匐性草本植物），整個生活週期歷經卵、若蟲、成蟲屬於不完全變態昆蟲，沫蟬若蟲會以泡沫包裹全身用以防禦敵人，泡沫的位置分佈和齡別有關，調查泡沫分佈位置和植物莖的寬度也呈現負相關，研究發現過江藤植物莖的木質部和樹皮的距離呈現越往下距離越長，所以本種昆蟲若蟲隨齡別增長而有逐步分散至附近植物莖的基部取食的現象，與若蟲喙部隨齡期增長有關。沫蟬的泡沫具有防禦的功能，利用泡沫的黏性使昆蟲掉落其中，無法行動但不會立即死亡，進行生物觀察實驗時我們可以利用這種黏性特性固定昆蟲進行觀察。

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。

「土石流」令人聞之色變，攔阻工法是土石流防災的重要課題。由渠槽的模擬實驗，探討防砂壩的攔阻效益與自清能力，藉以瞭解土石流防治工程。實驗發現：通過式壩體雖無法完全攔阻土石流的流動，卻可減緩土石流的衝擊力，又具備清水流的自清能力。通過式壩體的攔阻效益受開口間距大小和當地土石流最大粒徑大小的影響很大，土石流穿過壩體的行為受土體粒徑組成、土石滲流速度、坡度、水流量大小、表面逕流速度和壩體開口的間距大小等影響，也影響壩前堆積的情形。建議在設計壩體時要多方考量，方能兼顧貯砂率、自清能力和粒徑分離能力，以減緩土石流威力。最後，我們設計多款不同規格的壩體，來印證研究結果，希望可提供日後壩體設計的參考。

土石流對南投山區居民是個夢魘。本主旨在探討土石流中不同粒徑粒石的流動現象、破壞範圍、與分佈形狀，及渠道長度、含水量、含泥量多寡對其影響與成因。研究中以堆積遠近表破壞力強弱。大粒徑隨流動而上升至土石混合體上方，小粒徑下降成為軸承；當混合體含水量越高，現象越顯著。流動渠道越長時，大石跳上混合體的高度越高，堆積距渠道出口越遠，大、小石的差距越大，表破壞力越懸殊；堆積形狀呈放射扇形。不同粒石在個別、混合、加水、加水與高領土的實驗設計中，其顆粒分布的改變，與力及能量交互作用有關，而受固體對剪切力的分散程度比水來得大的因素影響甚巨。土石流流動中，地質材料互撞，粒徑越大，剪切力與分散力越大，易集中於堆積表面與前端，且此運動過程，處持續變形狀態。顆粒流的特性在整治時應列為重要考量。

從偶然巧遇養蜂達人，便一腳踏入蜜蜂的神秘國度，探索了採蜜的過程、瞭解蜂蜜的種類與特性、養蜂人家的辛勞等，想不到蜂蜜也有CNS 國家認證的一套標準喔！藉由一系列抽絲剝繭的實驗，我們瞭解為什麼有這麼多不肖商人要製造假蜜牟利，也學到可以從蜂蜜的外觀、透明度、香味、成分標籤、結晶的細膩度、酸鹼度、葡萄糖比例、花粉數量、泡沫的多寡與持久度等等指標來辨識蜂蜜的真假。入寶山，我們收穫滿滿。利用簡單的電路設計出好玩的自動辨蜜機，再也不擔心買到不好的蜂蜜了。

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。