第48屆--民國97年

同學間流行使用Pilot 可擦拭魔擦筆，經研究後發現魔擦筆墨水含有感溫粉，會因摩擦\r 生熱而溫度升高至59℃以上時導致墨水顏色消失，在0℃以下時會恢復顏色。而放進冰箱\r 冷凍區就可以恢復筆跡。\r 實驗中，我們用安全又易取得的膠水，加上黃色水彩及紅、藍色感溫粉調和成使用的\r 墨水，最佳比例為黃色膠水：紅色感溫粉：藍色感溫粉＝3：1：1。且由筆跡顏色變成黃色\r 可知熱湯可能燙手或燙嘴（44℃以上）；當顏色呈現咖啡色，表示容器內的溶液還未退冰（19\r ℃以下），最好等到轉變為墨綠色（20℃以上）時再健康飲用。我們可以利用安全、經濟的\r 冷熱兩用之「酷筆」，畫在不同材質的容器上，以達到提示熱燙、退冰的效果是值得推廣。

本次實驗的主題是有關「寒天」性質的測定，想了解寒天是否真有─包覆油脂、幫助體\r 內環保的功效。另外同樣是海藻抽出物的「洋菜」，它的特性與寒天非常相近，二者差別又\r 在哪裡。基於此，設計了一連串實驗，探討它們的成分是否相同？不同的添加物對凝結效果\r 的影響？在不同溫度下是否能凝結？能包覆油脂？其他膠質添加物是否也有此效果？\r 實驗中發現各種膠質添加物的吸水能力不同，故以市售布丁的高度為標準，製作出高度\r 相近的凝膠凍，以利實驗進行。

光在空氣中前進時，若進入與空氣折射率不同的介質，就會發生反射與折射現象。我們利用自製治具，以司乃耳定律取得實驗數據。實驗中將雷射光從空氣中射入牛頓、非牛頓液體等介質內，並試著改變其溫度、顏色、粗糙度、旋轉和水的流動，比較光的反射、折射、透光及光被吸收等物理現象，再探討這些現象對折射率、反射率及反射光和折射光能量（照度值）的影響。將照度計和三用電錶以不同距離的光源，測量電阻值與照度值的對照關係。利用自製的光敏電阻數值偵測板，分析在不同介質，反射光能量（照度百分比）及折射光能量（照度百分比）之間的關係，發現入射角越大，反射光能量有上升趨勢、而折射光能量則漸趨下降。

「科技始終來自於人性」一句耳熟的廣告詞，人們為了生活的方便而快速的發展科技，但地球環境卻付出了嚴重的代價，藉著本次的科學展覽，目標是製作出一個理想的發電裝置。本實驗決定以電磁感應為原理來製作模型，再透過種種討論畫出微型化的設計圖。針對線圈數、軸心、場磁鐵等實驗變因對感應電流的影響，找出最佳值作為本實驗的模型基礎，再應用於浮標，有效利用發電裝置所產生的電能使浮標上的LED燈亮起，做為警示用途。使用替代性能源是最近流行的議題，進行這個實驗時，正是地球暖化危機籠罩的時候，使用浮力發電是全無污染的發電方式，不會產生二氧化碳或其他溫室氣體，最後，將發電裝置、蓄電池、LED燈等串聯以立體模型呈現。

橋樑功用在於接續兩地空間。本次探討橋樑力學並分析各橋樑特性：樑橋可隨地形彎曲、建造容易，故適作為長路徑陸橋，其橋墩須承受橋面的載重，故橋面易變形、斷裂、吊橋纜索屬弦垂型，受力成弧線、安全性低，但易於山谷架設，為增加安全性可採直線型鋼纜並將底索張力大於主索、斜張橋、拱橋相較於吊橋、斜張橋，其結構可減輕橋墩受力，故適用於鬆軟地基，斜張橋其纜索可減少橋墩受力，且建造成本低，故適用於長跨程的橋樑、拱橋受力時可使切塊更加緊密，故適用於土質鬆軟、不易維修區域（如峽谷），但因所負載的重量易傳至兩側，故需架設墩台於拱橋兩端以承受拱橋的水平推力，增加其最大載重量與耐用性可採圓形設並將纜索和拱橋結合（如下圖）。

市售玉米肥料中含有放線菌，因此我們推論放線菌能促進玉米生長，而我們對放線菌如何影響玉米的生長機制感到好奇，進而設計實驗探討其原因。首先，我們自玉米田中採取較高大的玉米植株基部土壤，由土壤中分離出各種放線菌，再以不同的放線菌處理玉米種子並種植，接著觀察各植株之鮮重與株高間的差異，以複式顯微鏡觀察莖部組織的變化以及測定其IAA分泌量，並加以鑑定。我們觀察到有些種類的放線菌能使玉米葉鞘的維管束組織及薄壁細胞增多，進而促進值株對水分及養分的運輸、而有些種類的放線菌亦會分泌促進植物生長的激素，如IAA。

我們觀察到於花店買到的園藝種百合花柱頭具有「負向地性」，與百合花所受的地球引力\r 的方向剛好相反：但雄蕊無負向地性。百合雌蕊柱頭負向地性的因素會因為「雄蕊花藥」存\r 在而影響，負向地性持續的時間只佔整個花期的一部份。改變百合所面臨的重力場方向，亦\r 會改變百合雌蕊柱頭的澱粉粒分佈。因此雌蕊柱頭內薄壁細胞的「澱粉粒分佈」可能與百合\r 柱頭具有「負向地性」可能有關。百合柱頭具有「負向地性」與百合授粉的生殖行為有關。

本研究探討利用截最少顏色段數來組合最多連續整數1、2、3…k-1、k 顆珠子的手環，不\r 同顏色段的珠數可以是1 個、2 個、3 個…，將相鄰顏色的珠子單一、兩兩或三三以上互相組\r 合在一起，組合出最長且最多種不同長度的鍊子。我們發現有趣之處，當手鍊上有N 種顏色段，\r 最多可產生1+N×（N-1）種串珠的組合，手鍊總珠數為1+N×（N-1）個。而且我們參考並修改\r 相關歷屆作品的研究方法，找出比較快速且可篩選過濾重複組合的方式------利用abcde…\r 找出段數所代表的數字，再以數字的排列組合找出相關的隱藏組合，最後利用Excle 程式檢驗。\r 當段數愈多，間隔的組合就愈繁多，從這些繁多的組合中，我們找出1 段~6 段（也就是總珠子\r 數1 顆~31 顆）的最佳解。

一、本研究先證出：(一)、n邊形的費馬點即本文所稱n孔系統的平衡中心。(二)、n邊形(3n?)的費馬點唯一。二、利用GSP軟體，以物理方法我們研究出「回復路徑逼近法」，利用此法可求得任意多邊形的費馬點。三、以數學方法導出2n=的真正回復路徑方程式，接著證出等距線與回復路徑所在的方程式，其圖形為共焦點的橢圓與雙曲線，並形成「正交曲線」。四、對於n3?，我們猜測等距線α與回復路徑β為「正交曲線」，並以「等距線逼近法」作出的圖形驗證得證之。五、因此，理論上要求得n孔系統的回復路徑方程式，只要先寫出等距線方程式，並利用其為「正交」關係即可得。最後，只要作出兩條回復路徑之圖形，由其交點可得此n邊形的費馬點。

本研究的動機是來自於利用日夜溫差的現象，在夜間儲存冷卻水體，而於日間將低溫水\r 送入建築結構裏的冷卻管路中，降低來自天花板和牆面的輻射熱。\r 本研究的目的在於設計具備簡易溫度控制之水冷散熱系統，用於降低建築物的溫度。採\r 用內含冷卻管之1:10 比例的鋼筋混凝土(RC)結構房屋模型，模擬建築物外部和內部受熱後的\r 各牆面溫度變化情況，並探討不同冷卻管路配置和冷卻劑的冷卻效果。\r 本研究主要的結論：(一)、視不同房間之需要，於各個受熱的地方，彈性配置冷卻管路，\r 可以主動移除特定位置之熱量。(二)、含冷卻管之懸吊式鋁製天花板，可以有效阻隔並移除來\r 自屋外和屋內的熱量。(三)、本研究之構想對能節能建築之設計，具有可行性和參考價值。