第47屆--民國96年

我們發現一個組合特殊的圖形，內容包括一大圓、兩正三角形及兩內切圓，其中內切圓半徑比皆呈現 2：1，基於好奇心，我們決定將此圖形推廣至正方形及正多邊形。繼而由平面轉成立體，計算其內切球半徑比，然而藉由觀察軟體繪出之立體圖截面，我們的思考模式有了重大突破：由球半徑比轉至外接等腰三角形之高比，利用此方法，成功將五種正多面體於各種相交情況下之內切球半徑比例算出。接著，我們將此性質推廣至橢圓，最後再將大圓轉換成大橢圓，但因橢圓之內接正多邊形可能有超出去的可能性，所以我們決定以正多邊形的共邊中點作為橢圓中心，利用上述方法求得內切橢圓之比例，並找出比例為 2：1 時大橢圓之長短軸比例。

這是我們第三年研究食用色素的電泳，這個實驗技術是在“自然科學博物館”出版的“花的前世今生”的通俗刊物中學到的。實驗設置很像國小自然課教的“電池和燈泡的電路”；我們用幾顆電池、以果凍為介質，研究食用色素在果凍中受電力影響而運動的情形。過去，我們研究的是色素在兩個電極間、沿著一個方向的運動；今年我們想到：如果介質是個平面、可以在各方向運動，色素會怎樣運動呢？實驗顯示：色素會跑向電極的尖角部位。老師告訴我們：在電極的尖角附近，電場較強、電力較大。因此我們的研究發現：色素會追蹤電場較強的方向，把電力線描繪出來，而且電力線會垂直電極表面。我們還發現：在空心電極內部，色素不會運動，顯示在空心電極內部沒有電場。我們也做了一些實驗研究介質的電性。

在學校上課時，偶爾傳來隱約的臭味，此時我們想瞭解這些臭味是什麼成份？依據所查的資料顯示，硫化氫是臭味主要來源之一。於是我們大家分頭收集資料，發現環保署網站上所公佈環境檢測標準方法是使用「甲烯藍比色法」(亞甲藍比色法)文獻二。我們依據環保署資料實驗，並自製設計「微型攜帶式化學儀器」，實際去偵測學校四周的空氣是否含有硫化氫，並配合LED燈、光敏電阻及三用電錶，可有效的檢測出硫化氫的存在。在自製微型化學儀器對硫化氫檢測分析結果誤差值在4%以內，偵測極限為0.03ppm。

本研究在探討塑膠食品容器之塑號意義，藉以提升塑膠食器使用之觀念。研究從問卷調查與收集食器方式建立初步認知，再從中挑選代表樣本，利用自製重壓及磨損工具、受熱裝置、水質測定器與水藻，探討其受力、受熱表現以及受時間與溫度的影響。研究發現：1.塑膠食器材質外形會影響其受重壓的強度與受磨損的硬度。2.塑膠塑號決定其燃燒特性；影響塑膠變形情形是烘烤大於水煮方式，且變形率與塑號塑形有關。3.時間與溫度都會影響塑膠之物理特性，尤其是長期冷凍與照光；而時間比溫度更會造成塑膠對水質與藻類的影響，尤其是長期受熱。研究結果呈現一份塑形密碼，提供大家在生活中適切使用塑膠食器；並可提供相關塑膠研究單位作深入之探討參考。

本實驗採用目前滿熱門的「益全香米」-台農71 號，探討在不同的環境(如緩凍、急凍及灌加不同的氣體方式)下，對其鮮度的影響。我們以pH 計觀察酸鹼度的變化、以電導計測量導電度的改變、以KMnO4酸性溶液滴定偵測抗氧化力的差異，最後討論出在哪些保鮮模式下，能最有效率地將米的鮮度維持，以符合人們的需求。我們根據此三項鮮度指標與實際理論，並透過統計概念分析實驗結果，發現在三天的時間內，溫度樣本中以緩凍二天+急凍一天的處理組延緩細胞衰敗的效果最佳，不同於一般的認知(即急凍三天的保鮮效果最好)；氣體處理組方面則發現在高濃度的CO2及O2環境中皆有助於香米保鮮，推估CO2保鮮的效果最好，而C2H4最能促使香米衰敗。

在現在的生活中，「抗氧化」一詞常出現在推廣某些蔬果的介紹上，就連食品或保健產品的廣告也常用「抗氧化」作為號召，我們想了解到底什麼是「抗氧化」，以及是否有必要花錢購買這些「抗氧化」產品。人體需要抗氧化是因為體內會產生自由基，自由基具有極強的活性，會攻擊周圍的細胞造成傷害，也會攻擊DNA造成基因的突變，或是與其他物質反應產生毒素，這就是所謂的「氧化」。我們利用硫酸亞鐵加雙氧水，模擬體內產生氫氧自由基的情況，在沒有加入抗氧化物的情況下，氫氧自由基會幫助雙氧水分解成水和氧氣。在加入一些易取得的蔬果汁後，大部分都能發揮抑制的作用，減少氧氣的產生，證明了這些蔬果能減少氫氧自由基對細胞的侵犯，達到「抗氧化」的作用。

2006年12月26日晚上8點25分，恆春發生百年來的大地震，為什麼只有一家倒塌？ 除了房子超過高度、房子結構不穩的原因之外，我們找出還需要考慮地震搖動的頻率和房子高矮胖瘦的配合。此外，我們也比較實心、空心、長度、塑膠、木頭、金屬、振動頻率、重量、彈力等因素，這些對於擺動幅度都有影響，尤其是高度、粗細與重量這三個因素，是造成百年大地震卻只有一家倒塌的主要原因。

古人所見的星空，和現在所見的星空都一樣嗎？我們以詩人劉方平所作之「月夜」為例，藉由詩句的剖析，再以天球的製作與模擬，找出符合詩意的星空可能時間，然後輔以月亮觀測器的製作與觀測，及日、月、地三者間的相對位置運行模擬，推論出月升月落的時間，並以此發掘符合詩意情境的更精確時間。最後，我們以星空模擬軟體（Cybersky3.3.1，Free）來驗證天球模擬的結果。

決定製作攀岩岩石後，我們先觀察岩石的結構是由沙粒凝結的，因此再找出保力膠作為黏結劑。從測試保力膠和硬化劑（「反應起始劑」，市面上大多稱為「硬化劑」，因此以下簡稱為「硬化劑」）的比例後，我們實驗了保力膠對強酸強鹼的抗腐蝕性及加保力膠後能否增加承載力。經過證實和我們的推測符合後，我們開始製作攀岩岩石，且做了攀岩岩牆的施工設計，希望能藉此研究，做出便宜又實用的攀岩岩壁，提供給學校同學作為健身與娛樂的設施，並且能推廣至都會型的學校，增加學校運動與遊戲的空間。

此次實驗的大綱流程分成三項，分別為 NP gene 的合成並做限制?切割；Tri-system vector的培養並做限制?切割以及兩者的 Ligase反應並在勝任細胞中大量合成已將 NP gene 轉殖入 Tri-system vector 的新質體。◎ NP gene： 1.設計R primer，利用PCR合成沒有Stop Codons的NP gene 2.跑膠確認並做膠純化步驟 3.用PstΙ切NP gene 4.跑膠確認並做膠純化步驟 5.即可得到NP gene-PstΙ◎Tri-system vector ： 1.用PstΙ切Tri-system vector 2.加入CIP防止vector自身ligase 3.跑膠確認並做膠純化步驟 4.即可得到Tri-system-PstΙ ◎Ligase反應： 1.將NP-PstΙ和Tri-system-PstΙ進行ligase反應 2將ligase後的質體DNA進行Chloroform純化 3.可使用自己製備的Competent Cell，或是利用商業用Competent Cell(XL-1-blue)使質體大量複製 4.挑起plate上有長出的一個菌落，用加有Amp的LB培養液培養 5.進行抽質體 6.用PstΙ做限制?切割 7.跑膠確認即可知Ligase反應有無成功