第47屆--民國96年

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。

乾燥的葉脈標本，給人的是「鬆脆易破」的印象。但是「壓不扁的葉脈玫瑰花」，卻可以被折、被壓，而且噴灑水滴後，會重新綻放美姿，彷彿有生命力一般！我們試出不用傳統化學劑，比較自然、環保且能保留葉脈彈性的方法；利用葉脈小小的瞬間恢復力，製作些小玩意，請同學體驗葉脈「瞬間恢復力」的樂趣，我們看到同學眼睛為之一亮的神情！恰巧在網路上看到「記憶金屬」的影片，扭曲變形的記憶合金，放到熱水裡，會迅速的變回原來的造型；這和我們製作出來的葉脈標本，被折、被壓後，一噴水就會出現神奇的恢復力，好相似！我們很驚喜：我們製作出「『植物』形狀記憶合金」，創造葉子的「第二春」了！

本實驗在探討當電解質溶液通電時，其電壓與電流的關係是否有何規律？我們針對不同種類、不同濃度的電解質溶液通以電壓時發現隨著電壓的增加，電壓與電流的關係圖會有明顯的兩個區域產生： 1. 絕緣區：儘管兩極有電位差，但卻測量不到電流。 2. 導電區：隨著電壓增加，電流也呈等比例增加，兩者關係為一斜直線，其斜率為一定值，與歐姆定律相類似。為了與歐姆電阻值做區別，我們稱這個斜率值為「歐姆離阻值」。接著我們又探討兩極的距離，面積對「歐姆離阻值」的影響，驗證電解質溶液在導電區也有 的關係，最後還探討溫度、濃度以及串並聯電解質溶液對「離阻值」的影響。

本研究透過長達四年的獨角仙飼養過程，對獨角仙的卵、幼蟲、蛹、成蟲此一完全變態的過程做詳細完整的觀察紀錄，並在熟悉人工飼育之後，先比較野生與人工飼養之獨角仙幼蟲孵化率的差異，發現野生的獨角仙幼蟲孵化率較人工飼養組高出 22.8%之多；再藉由五個世代的觀察比較，嘗詴對世代遺傳的性徵做進一步的實驗研究，由於獨角仙有紅棕色與黑色之體色差異，因此實驗設計以親代紅、黑體色的配對，觀察子代紅、黑體色出現的比率，結果發現紅棕色體色出現比率為黑色的２倍，因此推測紅棕色可能為顯性基因；另外，由於一直以人工飼養的方式進行近親交配，最後也發現了近親交配對於幼蟲的孵化率由第三代的 71.4％到第五代的 35.55％有明顯降低的現象，也因此，更體會到保留更多棲地，以避免世代近親交配，是延續物種生命的重要課題。

候鳥與蜜蜂會利用地球磁場來辨識方向，因此我們不免要問：磁場除了幫助動物外，是否也能帶給植物任何好處呢？鑑於植物生長的首要條件是水，因此我們大膽猜想：磁場是否能幫助根記憶水源的精確方位？於是我們進行探索，首先我們發現磁場會造成綠豆芽的根轉向磁指北極，且磁場會使植物的根生長速率加快；再者，我們也利用含羞草驗證長久以來人們的疑問，確認植物有記憶的功能。更透過綠豆芽的實驗，了解到對植物的根可能的向性排序是：水的向性＞重力的向性＞磁的向性。最後我們證實綠豆芽的根在磁場的幫助下確實可能記憶水源的精確方位。妥善運用我們的實驗結果，應該可以進一步利用植物的本能，讓植物可以在人類未來的外星基地順利生長。

本研究探討「以正方形紙包裝正多面體」的問題。藉由拆解正多面體為展開圖的想法，將立體問題轉化為平面，再進一步分析展開圖的各種樣式，並利用各種方法找出展開圖的最小覆蓋正方形，得到本研究的答案。其中本文所提及之「四邊形固定法」與「貼邊固定法」可作為一般化尋求最小覆蓋正方形的工具。

與傳統的鏡頭比較起來，廣角鏡頭可取得較大範圍的影像，所以廣泛地運用在很多地方，例如倒車攝影機、內視鏡、防盜警眼等，但是其影像會有很大的變形失真，容易造成人類眼睛的錯覺與誤判。本篇研究以倒車攝影機為例，使用了多項式函數來校正其影像的變形與失真，從程式實作的校正結果看來，我們的方法之效果還不錯，相信同樣的模式可用來校正其他使用廣角鏡頭的儀器設備之變形影像。

許多學生在剛入小學練習寫字時，都曾經被老師或父母糾正握筆姿勢不正確。然而一般人的握筆姿勢，有的是根據自己的寫字經驗，有的人則是參考學生的國語作業簿封底所示範的握筆方式。但是到底什麼樣的握筆姿勢才好施力呢？寫出來的字才工整呢？我們感到非常好奇，並且決定以學生為研究對象，針對握筆的姿勢，如：握筆方法、握筆高度、握筆角度、握筆時手腕角度、筆的粗細及握筆器使用與否等因素，研究其與字體工整度、施力程度、控制程度的關係。希望能藉由這樣的研究，找出適合學生的握筆姿勢，讓大家能以輕鬆的握筆方式寫出工整的字體。

上理化課的時候常以馬錶計時來進行實驗，但不同的學生常會有不同的測量結果。我們用數位相機、簡單的電子元件與馬錶，設計同步出攝影、簧片、磁簧、光敏感應四組精確測量時間的裝置，其中以光敏感應組最精確，可以測到千分之一秒的反應時間。其他方式也各有優點；例如同步攝影適合測量較低速的運動物體，簧片及磁簧的感應方式簡易又精確。運用光敏感應測量自由落體的運動時間，發現亞里斯多德「重物先落下」及伽利略「物體皆同時落下」的觀念，應分別是以小於兩百公克重的重物以及大於三百公克重的重物做自由落體實驗所歸納出的結論。光敏計時器的精確度可以精確測量單擺擺動週期，再推算出地球的重力加速度g值，實驗中，g值變化受月亮位置的影響最大，其次是海拔高度以及太陽。這些精密的測量裝置可廣泛應用在理化課程的實驗，以滑車實驗為例，利用此實驗裝置較傳統測量結果增加25倍的精確度。

血鸚鵡(blood parrot, Cichlasoma var.)為台灣常見觀賞魚，為人工育種產生之魚類，無生殖力，但具有易飼養及容易取得等優點，因此本研究以血鸚鵡為實驗材料，並結合環境中常見之類胡蘿蔔素家族中的蝦紅素，探討食物中混合不同濃度的蝦紅素和甲基睪固酮所組成的3 × 4 複因子，對血鸚鵡體色的影響。研究結果顯示蝦紅素和甲基睪固酮對血鸚鵡的成長率及飼料效率沒有影響，但飼養4 週後，血鸚鵡的體色顯著受到蝦紅素和甲基睪固酮的影響（P=0.001），推測甲基睪固酮應能間接促進血鸚鵡於皮膚或肌肉組織中儲存蝦紅素，所以體色才會轉紅，並且亮度降低。