第47屆--民國96年

路上看到挖了許多小洞的廣告看板，激起了我們的好奇心，著手探討各種不同因素對大型看板穩定性的影響，希望找到一種可以增加看板穩定性的方法或建議。進行實驗探討獲得重要結論如下：一、看板上挖洞的總面積越大(包括挖洞數量增多或挖洞直徑變大)，風對看板的阻力就越小。二、看板如果只是挖洞在某一角落，會使看板的單邊受到較大的風阻，容易發生倒塌或破損，因此，建議挖洞最好挖在中央位置或帄均分布在整個看板上，不要因為避開圖文而挖洞在某一角落。三、在有限的看板面積下，可以設計『挖洞小而數量多一點、採全挖方式分布於看板周圍』的挖洞方式，將可以使看板所受風阻較小，增加看板的穩定性，又可以避開看板中央的圖文區域，達到最有效的設計與利用。

此研究為探討圓錐曲線與弦的關係，主要分為兩大主題，一為探討在平面上一點與圓錐曲線所成之任一弦，其中點軌跡及按任一固定比例下所成之軌跡圖形與方程式；另一主題為研究圓錐曲線所有平行弦之中點軌跡及按任一固定比例下所成之軌跡圖形與方程式。經過研究有些軌跡方程式非常複雜，我們透過 GSP 與 Cabri Geometry II Plus等兩套幾何繪圖軟體協助觀察。最後得知主題一以弦中點繪出的圖形具有不變性，而按固定比例下所成的圖形看似蚶線(點在圓內)， 經過研究發現是不一樣的曲線(類蚶線)， 其他這類圖形似乎和擺線有一定的關係；主題二以弦中點所得的圖形為圓錐曲線之軸，而按固定比例下構成的圖形一樣具有不變性。

這是對新式樣能源環保電池的可行性探討─\r 發電原理首先排除法拉第的電磁感應(發電機原理)與伏特的化學電池。\r 聰明如您，可以先猜猜我們是運用何種發電原理??\r 我們探討的主題是：如何有效的運用“冷熱”來發電！\r 以席倍刻、比爾帝兩人所構築“熱電效應”為基礎，巧搭材料科學的進步\r 使我們夢想得以成真。\r 席倍刻電壓是極微小的，對發電效能無能為力；我們適時的研讀、尋找新\r 一代的熱電材料─熱電晶片─原本用於電腦CPU 的散熱，當作電力輸出的關鍵\r 零組件，組裝冷熱箱，改良實驗裝置，使得溫差2 度即可產生“可觀測電壓”而\r 原本無法測得的微量電壓，成為啟動微型馬達、高亮度LED、一般馬達與測得電\r 壓達3V 以上。\r 另由於輸出電能無法即時儲存，遂巧思以市售“手搖手電筒”內簡單線路\r 作為存能裝置，有效存取電能。\r 事實上，這是一個成功的物理性電池，對於綠色環保與永續資源利用有一\r 定研究開發潛力。

東港溪流經內埔鄉、萬巒鄉、竹田鄉、潮州鎮、崁頂鄉、萬丹鄉、新園鄉、東港鎮，並由東港大橋出海。東港溪上游（第1.2.3 取水站）：pH 值最低，濁度最低，代表溪水乾淨，溶氧量高，懸浮微粒數值小；可見東港溪上游真的很乾淨。因此接近原住民山區的河川較清澈、乾淨。東港溪中游（第4.5.6.7 取水站）：pH 值中等、濁度很高、溶氧量低、懸浮微粒中等；而東港溪中游流經的潮州鎮、竹田鄉、萬丹鄉是人口稠密的地區，工廠廢水、民生家庭用水排入溪流中等因素，造成東港溪中游所測出的水質較上游差。東港溪下游（第8.9 取水站）：進入出海口，受到海水沖擊，溪流水與海水混合的結果，導致溶氧量很高，相對的懸浮微粒也會提高，海水偏鹼性，東港溪下游的pH 值偏鹼性。

烹飪時所產生的油煙，其成份與香煙燃燒所產生的煙霧相似，同樣是造成肺部病變的主因。本研究目的，在設計出一種簡單、實用、高效能卻又低成本的除油煙裝置，不但可以去除廚房油煙，也可以去除香菸所產生的菸害。本設計利用壓力式抽風機，將油煙直接導入水液中，經過多層細分網，連續改變油煙路徑降低平流效應，使油煙不斷的細小化，以便與水液充分作用，將油煙中的污染物溶解、懸浮或沈澱於水液中，再藉由進水、出水的簡單動作來收集並清理污染物。本設計歷經四代的改良，油煙經本設計處理後，幾乎不再有油煙所以能夠直接排放，而不造成環境的污染。

振盪反應顏色隨時間有週期變化，一般需借助昂貴紫外光/可見光分光儀，這不是一般高中能進行的研究。於是，研究者動手自製振盪偵測儀並以此偵測儀探測溴酸鉀、硫酸、硫酸亞錳、丙二酸及亞鐵靈等反應物產生的振盪反應。 \r 本研究結果為： \r 1. 設計出自製振盪偵測儀以探究振盪反應 。 \r 2. 求出本實驗速率定律式 R=k[KBrO3]1.10[H+]1.23[MA]0.38 及活化能22.8 千焦。\r \r 3. 確認自製振盪儀可靠性－－以紫外光/可見光分光儀進行相同振盪反應求其週期變化及反應速率級數所求得的確認。 \r 4. 振盪反應在洋菜溶液裏呈現同心圓圖形。它沿模型形狀產生圖形、沿磁場方向產生圖形但不受器皿形狀影響。 \r 5. 定性分析並確立出振盪各反應式。

2004年4月我們在汐止翠湖看到兩隻不知名的蝴蝶，拍照與詢問後，發現是1997年被紀錄的外來種蝴蝶--串珠環蝶。為進一步瞭解，從2005年12月起到翠湖密集觀察紀錄，採集部分幼蟲於校園設立蝶園飼養，使用標記的方式，搭配拍照與錄影，詳細紀錄生活史，探討與寄主植物的關係，觀察天敵，至今已六個世代交替，發現串珠環蝶一年約四個世代，以幼蟲(五～七齡)越冬，部分雌雄蝶曾多次或重複交配，雌蝶只在部分寄主植物產卵。野外的寄主植物有平柄菝?、船仔草，替代寄主植物有山棕、假菝?、菝?和台灣芭蕉，蝶園的寄主植物則更多樣。在蝶園中的主要天敵是蜘蛛。串珠環蝶目前在基隆、瑞芳、汐止和內湖山區形成穩定族群，是否會影響台灣本土生態，應持續關心。

製作一個可以由底部排水，而不會降低水位的實驗設備，觀察水位與流量流速的變化，探討水產生力量的問題。雖然水柱愈高流速愈大，兩者並不是呈現線性關係（等比例關係），但流速平方與水柱的高度，則呈現良好的線性關係。雖然出水管徑愈大流量也愈大，但是流速卻很接近，所以流速應該與水位高低有明顯的關係。發現水管摩擦力的影響很大，流速愈快時，水管的摩擦力增大許多，想知道維持相同的流量，增長水管需要提高多少水位才能抵消摩擦力，結果流速增加 2 倍，摩擦力確增加 4.8 倍，流速與摩擦力約為平方關係。由連通管實驗，也證明水位高度差與流速的關係。最後我們探討水的力量應用在推動水車，水車槳葉型式很重要，而且與流速流量密切相關。

因為數學社團的一個遊戲，開始讓我們對研究：「讓所有數字變成一」的方法有興趣。在經過許多人的幫助以及很多的實驗挫折之後，我們總結了有「PxN+1」與「tN+t」/t 這兩種方法可以讓所有的數字變成一。而且在研究與實驗的過程，我們還利用「PxN+1」的倒推方法：「樹狀圖」，發現了一種編碼方法。

流體旋轉時，外圍及底部流體，因槽壁及槽底摩擦力的影響，流速較慢，相對的壓力也較大，導致外圍的水流會轉入中心，發現本實驗的渦流為強迫與自由漩渦組成。實驗中，探討 f(轉動器的頻率)、H(總水深)、y(?入深度)、R(轉盤半徑)四者與角形數間的關係。若 y、R 愈大、H 越小，隨著 f 的增大，可觀察到的形狀邊數越多；反之，若 y、R 愈小、H 越大，則 f 愈高，所形成的圖形半徑愈大，易超過轉盤，不易觀察。依白努力定律，外層水流的流速較慢，而內層水流的流速較快，故外層壓力大而內層壓力小，水會由外往內流，而此渦動流於轉動液面產生的剪力，可能為產生 N 邊形漩渦的主要原因之一。流體旋轉系統中，因轉動而產生流體離心力與內外層壓力差交互作用下，於某特定相關的因素條件下，形成特定角形數漩渦，是本實驗的重要發現。