第47屆--民國96年

使用便宜的塑膠針筒及一些簡易的實驗器材，便能創造出接近真空的實驗空間，重做格銳目的氣體逸散實驗，驗証擴散定律。此舉除了減少抽真空的設備，也能改善現行版本比較複雜的裝置，提高實驗的可行性及準確性。由實驗結果得知，待測氣體透過愈細的針頭逸散，其實驗結果愈符合格銳目的擴散定律；待測氣體逸散至愈大的真空容器中，其實驗結果愈理想。將不同的待測氣體各 5mL，分別透過細針頭逸散至 50mL的真空容器中，記錄其逸散所需的時間，並將逸散速率對分子量平方根的倒數做圖，其線性迴歸的R2值能達到0.95以上。另外，經由實驗驗證單一氣體或混合氣體的逸散速率均合乎銳目的擴散定律。因此未知氣體的分子量亦可經由本實?求出逸散速率，再將其值在迴歸直線上做內插法以求出分子量。利用實驗結果設計一示範實驗，能用眼睛直接比較分子量較大的氣體逸散速率較慢。

本研究在探討水的沸騰現象，觀察水加熱時氣泡的大小變化、上升的速率及路徑、不同氣壓下的沸騰溫度等，並試圖以強制氣泡的大小和冒泡的頻率來測量水溫，最後發現容積固定的燈泡球內，氣體熱脹冷縮的體積、壓力都隨著溫度而成比例變化，因而成功的自製一個燈泡玻璃球氣體溫度計和微溫度計，準確又實用。。

本研究配合國小五年級下學期南一版美勞教材~乘風飛翔（風箏的製作）。主要在研究如何讓風箏放飛時，在空中發出聲音。並進一步探討：如何讓風箏在空中發出更響亮的聲音。在研究的過程中，儘量取用容易取得、兼顧環保與鄉土特質的日常物品來實驗，以符合現代實驗及研究的趨勢。

一般人從小就知道如果要判斷西瓜有無成熟，只要用手輕拍瓜皮，利用聲音的特性就可以知道西瓜是否成熟，此技術看起來容易，卻需有多年經驗之西瓜商始可為之。本研究利用拍擊西瓜所造成之聲音進行非破壞性音波檢測，來探討西瓜之成熟度。換言之，本研究希望在依照西瓜商拍擊的習慣下，從客觀的科學角度，探討存在於西瓜商手上「聽音辨瓜」的奧秘。由研究結果得知，西瓜的拍聲在頻譜中可分為三個頻區，即西瓜殼所造成的高頻區，水及含水量高的果肉所形成的中頻區，及由空洞及含水量低的果肉所造成的低頻區，而西瓜商就是藉由這三種音頻所表現出的綜合效果進行判斷。

「數位攝譜儀」是利用光柵分光，使用數位相機拍攝光譜。「數位光譜分析法」是電腦軟體程式，可將拍攝到光譜數位影像放大成「馬賽克」，作為光譜的最小「色塊」，並將每個色塊轉換成一組七維的顏色座標[(波長)，R(紅)，G(綠)，B(藍)，H(色相)，S(彩度)，B(明度)]分析光譜，可精確測量各種未知光源放射出的光波波長、鑑定原子光譜，且操作方便，無須使用電路設計，其中： 1. λ座標係由光譜線的位置(x,y)轉換而來。 2. R、G、B座標則記錄對應的紅、綠、藍色成分強度 3. H(色相)為紅、黃、藍分佈於360?色環，表示「色彩相貌」，是顏色的特徵。 4. S(彩度)為色彩中灰色的含量，灰色含量越低，彩度值越高，色彩會越飽和。 5. B(明度)為色彩的明亮程度，數值越高接近白色，數值越低接近黑色。 我們完成以下實驗：\r 1. 測量氫、汞及鈉原子的原子光譜，建立「數位光譜資料庫」。\r 2. 鑑別波長589.0、589.6奈米的鈉雙線。\r 3. 比較數位相機影像與光學相機正片的色彩顯影。\r 4. 鑑定太陽光譜中的吸收光譜(Fraunhofer Lines)。\r 5. 分析獵戶座α、β的可見光光譜。\r 6. 用顏色座標(λ,R,G,B)測量發光二極體的波長範圍。\r 7. 比較He-Ne雷射與雷射光筆放光的波長範圍，發現雷射光筆之光並非單頻。\r 8. 使用光感應器測量LED於不同距離的照度，發現約與距離平方成反比。

「神奇的傑克」是上屆全國科展第二名作品，由於考慮其內容還有充實的空間，我們便決定以更有系統的討論觀點，來完成這份作品。我們的作圖方式是以傑克中心為標準，完整討論傑克結構九種不同連法下，向傑克中心的異側做正方形時，面積發展的關係與性質。由於以推理幾何驗證面積關係的過程，必須用到複雜的輔助線、且驗證步驟冗長，所以轉而運用「解析幾何」以簡化繁瑣的驗證程序。因為解決了坐標設定的問題，才得以為傑克結構開拓更大的研究空間。我們進一步以「解析幾何」討論向傑克中心同側做正方形時，九種不同連法下，圖形或面積發展的關係與性質。我們以MB(i)、MT(i)、MC(i)、NB(i)、NT(i)、NC(i)、HB(i)、HT(i)、HC(i)表示九種不同連結情況下的第i層四邊形；A[MB(i) ]、A[MT(i) ]、A[MC(i) ]、A[NB(i) ]、A[NT(i) ]、A[NC(i) ]、A[HB(i) ]、A[HT(i) ]、A[HC(i) ]表示九種不同連結情況下的第i層四邊形面積，最後整理不同連接情況下，同一層四邊形間的各種面積關係，「從一粒沙看一世界」，窺探永恆、無盡的幾何之美。

一般收播無線電視節目都是使用市售的金屬天線，我們在天線寶寶的實驗中證實了植物的神奇超能力，運用特定植物的莖、葉、果，也能夠收播現有的五個無線電視頻道，實在令人驚嘆。

本實驗合成之奈米銀粒子分為水溶液與固態形式。奈米銀粒子水溶液態以檸檬酸根離子當保護劑，以NaBH4還原生成奈米銀粒子。而固態形式則先以四級銨鹽界面活性劑當保護劑，經NaBH4還原生成奈米銀粒子水溶液後，再用二氧化矽包覆奈米銀粒子，藉高溫燒去保護劑，得含奈米銀粒子之二氧化矽分子篩材料。 \r 將上述實驗所得材料浸在純水中，除不會改變水溶液性質外，又能以分子篩通透的特性，讓奈米銀漸進地釋放出銀離子，達長效性抗菌效果。 \r 具抗菌性棉衫或濾網的製作，則採直接浸泡在奈米銀粒子水溶液中，使奈米銀粒子吸附於上，針對上述實驗非常成功，洗滌超過十次且放置時間長達一個月以上，其抗菌效果仍佳，表示此簡易法製成的棉衫或濾網具有長效性的抗菌功效，為本研究重大突破。 \r 奈米銀粒子對環境的影響是利用黑殼蝦來測詴，控制適當奈米銀粒子濃度，使黑殼蝦能生存，亦達到水中殺菌的效果。本實驗為首次針對奈米銀粒子對環境影響的測詴並獲得重大的成果。

關於管子鑽洞，目前的理論是：鑽洞後即可將洞的位置視為波腹。但是經過我們的實驗，我們認為這樣的理論有點並不正確。我們發現駐波共鳴點位置的變化量跟洞的位置、洞的大小、洞與管口的面積比值皆有關連，且已加深探討了開啟複數個洞、使用不同頻率時的情形。

本研究針對日本菟絲子的形態特徵與台灣其他菟絲子屬植物加以區分，並探討其對植被的影響。日本菟絲子的莖較粗（直徑可達 4mm），與帄地常見的帄原菟絲子（小於 2mm）不同。監測中部幾個分布地點，部分區域有擴大的趨勢。物候觀測顯示四季皆為莖延長期，花期則由 10 月至隔年 4 月，僅發現少數疑似果實，但其內皆無種子。樣區中同時調查日本菟絲子與小花蔓澤蘭的寄主數量、帄均相對覆蓋度，數據顯示日本菟絲子的生長擴張能力較小花蔓澤蘭為強。實驗顯示日本菟絲子可使小花蔓澤蘭大量死亡，並向外尋找其他寄主。日本菟絲子可逆時針纏繞落地生根，產生吸器吸取養分，4 週後明顯抑制寄主的生長，8 週後一半以上葉片枯萎，最後導致寄主死亡。