第47屆--民國96年

洗澡時，浴室的鏡子上佈滿了霧氣，怎麼都霧霧的看不清楚呢？我們模擬在浴室中洗澡，來進行鏡子與浴室之間一系列實驗。從實驗中，我們發現洗澡水的水溫越高，鏡子上的霧氣也就越多。浴室的磁磚、壓克力材質會吸附小水滴，使得鏡子上霧氣會較少，能見度較佳，但還是看不清楚。我們發現肥皂水可以破壞小水滴，變成一攤水，能見度效果良好，如果在洗澡前，在鏡子上先塗上肥皂水或牙膏，這樣一來，以後就可以在洗澡時照鏡子了。

本研究使用 8 個月的時間，以田野調查法，勘查了學校礫石堆、鹽寮海灘、新城海灘、鹽寮船澳海灘。在新城海灘，我們發現湍急的立霧溪河水夾帶著大量的泥沙，使海水非常混濁，沿岸激流和沖流、回流都非常強烈。河岸可以清楚的看到淘選不佳的沖積層。在鹽寮海灘，我們看到菲律賓板塊漂移衝擊造成的地形---傾斜約 900的砂頁岩互層和海浪侵蝕交互作用而造成的「木乃伊」地形、傾瀉岩塊造成沉積岩走向改變的構造、波蝕台上的潮溝、壺穴、泥炭、結核等。在鹽寮船澳發現突堤效應造成自然海岸地形巨大的改變。而突堤北岸沖流回流強弱又直接影響船澳北側南段北段沙灘構成，例如南沙北礫、灘台南低北高、後濱南寬北窄等等。我們也利用四分法採海砂標本，再用篩網分析沙子的大小，並根據哈巴科夫磨圓度，分析海灘礫石的磨圓度，嘗試了解比較不同海岸堆積物的差異。

腳踏車是一種非常環保的交通工具，因此我們從環保觀點著手研究，利用人力很方便能產生的動能，再利用動能轉換成電能發電。 本研究分成機械結構及電路迴路兩大部分。機械結構有自行設計的 ： 1. 不用下車的自主發電機構。 2. 回收煞車時的制動能量輔助發電機構。 均利用繩索的張力傳導力量，並利用槓桿原理對發電機（或稱磨電燈）施力，使其碰到車輪而轉動發電，同時利用彈簧回彈歸位。至於電路部份有簡單的整流、濾波、穩壓以保護電路，還有可以把能量儲存的充電電池。使得腳踏車也具有主動照明、警示的LED 燈，避免一些意外的發生，以保護騎士的安全。 同時實驗了施力大小對發電機轉速的影響、以及煞車輔助制動能力的大小、了解到能量不滅定律。並且實驗行車速度與發電的電壓、電流的關係，以及充放電實驗用以了解電池蓄電的效果。依據實驗結果反覆的驗證，改進機械結構與電路系統，以提高系統之效率與實用性。

研究中主要是利用簡易的化學反應製造出含金粒子的磁性奈米粒，能應用在生醫、環保等多種領域，故此高反應性的磁性奈米金粒未來發展潛力無窮。 根據 分別改變 Fe2+和 AuCl4− 的莫耳數比、加氨水前的反應時間、等比例下反應濃度等變因，製成最佳型態的磁性奈米粒。並將產物浸泡於帶氫硫鍵的p-Nitrothiol Phenol( PNTP )中，再以拉曼光譜儀測試磁性奈米粒外層金粒子所鍵結的PNTP 含量，比較出可參與反應的金粒子數；實驗後發現固定四氯金(Ⅲ)酸濃度時，硫酸亞鐵溶液濃度越高，平均產量愈大，但含金量下降；而 Fe2+和 AuCl4− 的莫耳數比固定時，反應的濃度會影響磁性奈米粒的型態；加氨水前反應時間愈長，平均產量變動不大，但含金量先上升後下降。

我們觀察了二十九種蝴蝶，每種蝴蝶都不只有一種鱗片，每種鱗片的型態和顏色都不一樣。每一科蝴蝶的鱗片都很相似，但和其他科的蝴蝶就具有較大的差異。蝴蝶鱗片可能是由物理色及色素色組成。我們也證明了這兩種顏色，在視覺上，是不一樣的。另外，我們也發現蛾的鱗片，和蝴蝶是有很大的不同，蛾的鱗片，某些是蝴蝶沒有的形態。

本實驗之磁動力推進系統是利用磁場與電場，在鹽水中產生交互作用，使電解產生之離子產生偏移、轉向之現象。研究帶電離子排出軌道系統之流速、推力與電極板的高度、長度、種類及電極板間寬度之關係。並利用經計算後最佳、次等及最差效果之軌道系統，實際製作成磁動力船模型，觀察其運動情形。我們實驗了不同變因之軌道所產生之流速、推力及磁動力船實際航行之速度等。依據實驗數據，我們得到了以下結論：一、軌道系統的電極寬度相同時，電極板高度愈高，其流速愈大。二、軌道系統的電極寬度及高度相同時，電極板長度愈長，其流速愈大。三、電極板寬度若超出磁鐵的直徑，會造成兩側磁場分部不均，造成水流不穩而影響流速。

在這個研究中，我們討論如何使用一個僅能秤出輕、重、等於的天平，來秤出假幣的問題。首先，我們研究了「在 n 枚硬幣中，有一枚假幣，不知道輕重，用最少次數秤出來，並判別輕重」這個問題，我們給出了最小次數，並且證明了。之後更進一步的討論如何在 n 枚硬幣中找出兩枚假幣(兩枚同重)，提出了「三臂天平」這個概念，順利地解決了這個問題。最後，我們研究了如何在 n 枚硬幣中找出 k 枚假幣，並給出一個秤量的方法。

螞蟻相調查過去常為科學家運用在瞭解生物多樣性及人為干擾度的研究上。本研究是為了以螞蟻取代過去植物分辨演替的缺點，並在多次的採集，將誤差降到最低後，列出台灣螞蟻相為指標的棲地演替檢索表。初步結果顯示，蟻類總數從演替初期至極相逐漸增加，樹棲型蟻類亦是如此。由於環境逐漸多樣化，能夠適應該環境的蟻種逐漸增加。目前我們做出最顯著的結果是：不同演替時期螞蟻群落功能群的多樣性有顯著的差異。

我們利用光敏電阻的感光性，製造簡易的儀器，並使用三用電錶測量其電阻大小，來探討脫色實驗各種變因的影響與比較，同時由自治儀器所測量出的電阻值，也可以作較客觀且準確的比較判斷。

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。