第49屆--民國98年

為了破解同學的市售魔術紙牌?可猜出心中所想的數字，我們展開了魔術紙牌遊戲數理探討之旅。研究結果與發現：一、紙牌的原理：心中數為該數字所出現之各紙牌的第一個數字之和。二、紙牌的數字分佈：數字出現次數剛好是巴斯卡三角數字，且可由C(n,r)來算出。三、製作三、四、……十進位的「傳統式」及「改良式」兩種紙牌。推翻科學研習月刊中指出：紙牌只適用於二進位數，不適用於其他進位法。四、探究紙牌與另一道具「索引卡」之相關。五、製作各種進位之索引卡。六、製作出「非進位加法式」紙牌。

本研究實地調查採訪台中火力電廠及高美溼地沿岸生態;評估酸化海水對珊瑚及文蛤、牡蠣、紅蟳、公代、福壽螺等有殼動物外殼的影響;了解外殼對酸化海水pH值平衡的貢獻;最後探討高低溫下酸化海水對外殼溶解速率的影響。結果顯示電廠及溼地海溫及海水pH值測量期間多數仍屬正常(7.3~8.5),但人為的空氣及水污染對生態影響仍相當嚴重。起始pH值4.6的海水使殼白化、脆裂甚至崩解；殼的溶解則使海水pH值回升至7以上，但一段時間（23天）後緩衝能力減弱，海水仍逐漸偏酸。同種殼體積較小者溶解速率較快，其中紅蟳50天後幾乎完全溶解。溫度升高殼的溶解速率也加快,公代在33℃酸化海水中7天後重量減少達72%,其次為福壽螺30.7%、紅蟳28.7%、牡蠣16.0%、珊瑚6.7~12.7%、文蛤10.7%。

本研究從探討在相同溫度與開放無加蓋的條件下，做不同材質的容器與冰塊融化速度快慢的比較。再將求得最好的材料，增加一個新材料---遊民寒冬裡最佳禦寒用具--「報紙」，來做更進一步的保冰效果實驗，果真求出環保又便宜可供做「保冰器DIY」的兩種材料。在愈見暖化的現代環境下，以後夏天可想而知一定會很酷熱的。所以為了便利又能符合節能減碳的前提下，我又查閱各方面書籍資料，得到一個容易、省錢又有效的「冰寶」製作方法。實驗下，加了冰寶的保溫效果果真如虎添翼。夏天出遊所需的「保冰器」，或是臨時需要「保冰器DIY」來保持食物冰度和新鮮度的時候，請跟我這樣做，就成了！

藉由校園常見的香草植物來進行區以實驗，利用課堂上學過的化學萃取法和香草汁液的特性分析，探討壓榨浸泡法、酒精萃取法和加熱煮沸法所取得的5%、10%、20%濃度的萃取液其驅蟻功效。實驗結果：1.香草植物汁液為酸性，濃度愈高氣味愈重的汁液其驅蚊效果愈佳，但時效不長。2.採用直接噴灑法會對黑頭慌蟻造成致死，尤其是酒精萃取法20%濃度的薄荷、尤加利、羅勒、薰衣草，一小時內達到95%~100%的速效致死率。3.純精油自然揮發法：僅使用5 滴測試時間20 分鐘，24 小時後致死率竟高達85%~100%。4.稀釋塗抹法：濃度愈高，防蟻時效愈長，薄荷、薰衣草、百里香、檸檬香茅精油優於其他組。依據實驗結果製作環保產品，如乳霜、香皂、香水、貼片……等，可應用在螞蟻出沒的地方。

「一顆」泡泡的極限在哪裡？捨棄了以往泡泡實驗追求「久」、「多」、「大」，以及用自製泡泡水來取代市售泡泡水的實驗目的，將本次實驗的目的定位為找出最耐打擊的泡泡。泡泡要能耐打擊，第一泡泡時間需要能持久，同時也需要有彈性，最後要用什麼東西來打擊它也是重要的影響因素。經過文獻的收集，我們找出能延長泡泡時間以及增加泡泡強度的原料，調配出不同濃度的泡泡水後，一一進行實驗，最終找到了最耐打擊的泡泡，並找出適合打擊泡泡的工具。

本專案探討利用「RFID(無線射頻辨識)」、「手機簡訊」、「3G 行動手機上網」三者結合「校園網路」，建置一「RFID數位簽到系統」應用於學生到校離校管理的可行性。一、專案建置的整合系統功能有：(一)、將「RFID無線射頻辨識技術」應用於數位簽到管理上，自動發出簡訊給家長。(二)、建置3G 查詢系統、資料庫伺服器、Mobile Web Server。二、對受測者進行問卷調查，經分析、統計得到如下結果：(一)、受測者家中電腦普及，都有手機，數位化簽到方式的推行容易，但3G 手機，未如我們預期的普及。(二)、有2/3 的人會擔心簽到的簡訊是詐騙事件，值得系統導入初期的參考。(四)、族群集中於較不守規矩同學認為行蹤會被家長掌握，家長老師則認為可有效掌握孩子行蹤。(五)、多數的受測者對系統皆感到滿意。

本研究發現，自然狀態下，雞屎藤必須在與水平面夾約4度以上的向上竿子才能纏繞，向下、水平皆不能。匍伏地面生長或懸垂生長一段時間後，也不能纏繞，但其側芽仍有纏繞能力。由定時攝影發現具纏繞能力的芽，在尚未纏繞目標前，會自發性做左旋的旋繞擺盪，我們稱為自旋。由強制右旋實驗，認為向觸性並非單單碰觸，尚須要持續的緊靠方能完成纏繞，而自發性的左旋旋繞行為便提供了緊靠的力量。已纏繞上竿子的雞屎藤，自芽頂算起第4到第5節間有最大生長速度。搜索行為時，幼芽旋繞的角速度幾乎不變，自繞上竿子後，有逐漸下降的趨勢。我們認為與纏繞方向相反的分重力，能強化幼芽自旋，方能表現纏繞行為。如果以旋轉提供方向、大小適當的加速度，則可以使雞屎藤水平纏繞。

本科展旨在研究影響布料彈性優劣的原因。實驗中，為了解決布料伸長量過於微小的問題，以光學及機械原理自行設計一套精準的量測儀器(楊氏係數測量系統)，精密度約在10-4~10-6m。 研究發現在溫度20℃~24℃，溼度50~55%的環境下，布料彈性受成分及編法的影響:(1)含有彈性纖維的布料，彈性較佳；(2)布料編織密度越高(單位面積的孔隙率)則彈性較差；(3)以編法為方形為例，布料在對角線方向的彈性較佳，但若是圓形編法，布料彈性在各方向上就較一致。並以棉線模擬布料編織方式，進一步驗證上述因素對布料彈性的影響。故布料編織越鬆散，布料彈性較佳，且編法會影響布料彈性的方向。即可用改變成份及編法來控制衣料的彈性大小及方向變化。這些數據結果可以提供紡織業參考。

旗津海灘的砂子以黑色最多；白砂灣海灘砂子顏色以白色最多。高雄往南至楓港溪以北沙灘是灰黑色；墾丁沿岸的沙灘全是白色。高屏以南的山區以灰黑色頁岩與砂岩較多，而旗津海岸的砂子來自高屏的山區；恆春半島沒有河流，白砂灣的砂子來自墾丁海底貝殼砂。

經由網路上裝置的改良，我們找到最適當的電池車裝置：以AAA充電電池為電源，直徑26mm的圓形鐵製金屬墊片為輪子，1 號強力磁鐵吸於電池的正負極，跨上50 芯銅絞線後，在電與磁的交互作用下可以讓電池車滾動，在玻璃面上進行加速度值約為29.1 cm/s2的直線運動。利用電池車來探討運動定律在水平直線運動中的控制變因實驗，整體運動體的質量固定下，改變導線芯數或改變磁場的大小以增減電池車所受之合力，會與加速度成正比；進一步以電池車進行斜面上的運動，可以將電與磁所產生的作用力做為運動時的阻力，將此運用在改裝的迴力車上，可以做為煞車的工具。