第48屆--民國97年

我們經常利用笛卡兒和費馬提出的坐標法解決各種幾何問題，或由平面鏡的光學性質處理最短路徑問題。但我們希望暫時擱置傳統的幾何證明方法，改由力學的觀點出發，將兩質點系統的重（質）心關係與槓桿平衡的概念推展成為一種有效的方法，藉由調整系統中各個質點的位置來導出各質點分布平面三角形的幾何性質。目前我們已能解釋：三角形的三中線交於一點M(重心)、三角形的三內角平分線交於一點M(內心)、三線共點(西瓦定理)、三點共線(孟氏定理)、黃金分割、……等幾何定理。對於空間中的四面體，我們也同樣利用兩質點系統的重（質）心關係與槓桿平衡的概念導出了十幾個類似於三角形的西瓦定理、孟氏定理那樣的性質，暫且將之稱為凸四面體小定理（1）?（10）。

傳統的薄翼迷你偵察機為了兼顧質量輕及升力大，因此薄型機翼都使用低展弦比機翼，但此偵察機因旋轉力矩小，飛行時不穩定。第一代的風洞，我們改良出了小面積、高展弦比且升力大的機翼，雖升阻比逼近但升力仍無法超越原先偵察機，因此進行第二代改良。第二代採改良式的風洞，獲得更穩定氣流，改良式測試架，可測出拍動式單組及雙組機翼。骨架及形狀對於升、阻力有很大影響，漸縮比0.5的機翼有較好的升、阻力。由測試中發現上反角變大，雖升力下降，但阻力也大幅減小。然後加入振動機翼，並使用兩副機翼，結果升力大幅提昇，且遠遠超越第一代機翼，若改良成雙翅振動的偵察機，將擁有更卓越的機密性，對於軍事的搜索或人質的救援，必定有更佳的效果。

因為學校收留一隻流浪狗，引起我們研究小狗以尿液的味道標示地盤的興趣。我們在幾個月的研究中，跟部落裡面幾隻小狗培養感情，帶出去實驗觀察。我們發現公狗和母狗排尿的次數﹑行為姿勢均不相同，公狗會抬腿尿尿標示地盤，母狗則不會。公狗會受到其他公狗尿液味道的刺激，引發公狗排尿。甚至人類的尿液也會讓公狗有地盤被入侵的感覺，引發公狗排尿標示牠的地盤，但是小狗的「糞便」雖然也會刺激公狗的反應，但是不會引發排尿的行為。公狗的領域性也和體型有關，體型小的公狗（如小黃）不會把陌生的環境標示為自己的地盤，不敢隨便尿尿。體型大的公狗（如拉不拉多）領域性比較強，不管環境陌不陌生，都會占據為自己的地盤。另外大型犬拉不拉多和小型犬小黃的地盤爭奪戰中，初期大型犬總是比較強勢，但是小型犬也會越來越勇敢的去維護自己的地盤，非常有趣。

搖晃的浮台觸發了靈感，海浪的起伏決定了發電方法與實驗研究及研發的方向，包括了：\r 一、首先我們研發出創意繞線圈工具機，內含多種生活簡單用品之聯想與應用，並且可以精\r 準與方便地纏繞多圈線圈。\r 二、之後我們在發電管上纏繞漆包線圈的研究活動中，亦證明與歸納出了正確的纏繞線圈方\r 式為何。\r 三、接著創作出模擬海浪測試平台，內含有我們所設計的發電管套插座組體與自創電路測試\r 系統，讓我們在實驗測試發電管的發電電壓效率時，也發現與證明了線圈圈數、磁場強\r 度、線圈號數、以及纏繞線圈方式對發電電壓的影響與關係為何。\r 四、綜合實驗研究所得，並經長時間反覆研究，設計出海浪發電模型，樣式完全依據波浪上\r 下振動特性而來擷取波浪的能量，並能將其成功轉換成電能。

本研究是想要了解染料敏化太陽能電池的特性及構造，並且嘗試探討影響電池發電量的因素。研究發現，pH3.5水溶液最適合用來調配二氧化鈦懸浮液，以塗抹出均勻的薄膜，。我們也研究如何製作出均勻的膜及萃取出植物中的花青素，並探討了「膜厚度」、「浸泡時間」和「染料種類」對染料敏化太陽能電池發電量的影響。更試著用日常生活中常見材料來取代實驗所需要的醋酸、二氧化鈦和碘溶液，讓染料敏化太陽能電池更容易製作。

探討自製保特瓶「燃料電池」的放電電功率受那些充電條件所影響？目前實驗出有電解質 種類、電解質水溶液濃度、電極、集氣管、溫度、電源大小、電解時間。目前找出較佳組合 是5.0M 的KOH電解質水溶液、至少經3次淬火的石墨電極、電極有半透膜的集氣管所做成 保特瓶「燃料電池」；再由自製太陽集熱器搭配提供溫水槽使保特瓶「燃料電池」可達約40 ℃的較佳反應溫度，提高電解水後的放電電功率，在放晴的天氣用太陽能電池電源電解水、 或有強風時候用風力發電機電源電解水，將產生的氫氣和氧氣來當「燃料電池」。

苔蘚植物被視為首先登陸的植物，但浮蘚卻仍在水中生活，根據我們在形態、構造、生殖方面的觀察，它的各方面都顯示較簡單的形質，且沒有證據顯示有退化的構造，故應屬較原始的種類，即從未真正登陸過，但已有適應陸生的初步策略：如面積較大的假根、裂殖速度較快的現象。而現今浮蘚在分布上相當侷限，可能與環境變遷及人類工業污染有很大的關係。在競爭力上，它不如較高等的水生蕨類、維管束植物，因此更限制它的發展。我們在DNA的親緣分析所建立的演化樹顯示：浮蘚和其他陸生蘚類相比是較原始的物種，和我們的基礎觀察不謀而合。

本研究主要目的是找出最容易叫醒人的方法。以鬧鐘作為對照，刺激嗅覺、視覺、觸覺、聽覺來找出睡眠中最敏感的是何種感官。並且調整叫醒及睡眠時間，找出人的生理時鐘及最容易叫醒的時間點。最後以最佳感官作為參考製作成品來客觀比較，並找各年齡層的人實驗是否能比鬧鐘更成功的叫醒實驗對象。實驗發現觸覺最容易使人醒來，其次則是視覺。故將這兩種感官都考慮進去成品的製作方向，於是設計出利用震動叫醒人的鬧鐘以及用燈光叫醒人的鬧鐘。

蒐集科展資料時，發現化學鐘擺很有趣，反應過程溶液顏色會有規律變化，引發我們想做做看，並瞭解其中各反應物的角色，同時也研究反應物加入順序、濃度及溫度變化等因素對反應週期的影響。我們先以眼睛及碼錶，觀察並記錄顏色變化週期，發現不易測量精確的週期。後改用LED光源通過反應溶液後照射在光敏電阻，同時將光敏電阻串聯電池及數位安培計，藉著溶液顏色變化，透過光線的強弱來改變光敏電阻大小而影響通過安培計電流大小，來測量反應週期，結果也因人無法即時記錄而效果不佳。最後，改用光敏電阻串聯另一電阻與電源接成一通路，以示波器測量光敏電阻所分得之分電壓大小隨溶液顏色變化而改變之情形，來測量反應週期，發現較能精確測量反應的週期。

這個研究的目的是藉著磁力來控制液體的流動，達到力量的緩衝減振的作用。磁力是超距力，因此鐵粉不論是在空氣或水中，都會依磁力線排列。在水管中按磁力線排列的鐵粉會阻礙水流，減少流量，因此可以藉由控制磁力，達到控制水流量，產生緩衝效果。本研究經過實驗，分析了不同的磁鐵位置和磁力大小對水流量的影響。然而鐵粉在水中會有生銹、沉澱、沖刷的問題，因此本研究使用油取代水，讓鐵粉在油中隔絕了空氣和水分、至於鐵粉在油中會產生鐵粉沉澱的問題，本研究找出方法，用油脂包著鐵粉再混合在油中，這樣不但隔絕鐵粉和空氣，而且油和油脂可以互溶，就不會有沉澱和生銹的問題。本研究並設計了測試設備，實驗測試了不同的鐵粉油液的流動性，找出磁力和管徑對於緩衝效果的影響，並且將這些影響關係整理成公式，用電腦程式來顯示不同磁力、管徑、施力可得到的緩衝效果、最後我設計製作了一個實際的緩衝裝置，呈現磁力的緩衝作用。