第49屆--民國98年

本實驗以硫酸銅與明礬為研究對象，探討影響化學結晶的因素。主要是用外在聲音頻率來影響物質結晶。我們發現硫酸銅的結晶量在每隔300Hz之下，均會突然增加；但明礬卻是隨著聲音頻率的增加而做某種規則性的遞減。除此之外，音頻對於硫酸銅結晶的外在形狀也有著某種影響，大致上在1000Hz以下，較易呈現長圓柱形；在1000Hz以上，則較易呈現小針狀形。為確認音頻的確會影響化學物質的結晶，我們更利用駐波的共振與共鳴原理，對著長玻璃管柱施放一系列音頻，竟可得到一規則性的節狀結晶體，然而目前我們對於此複雜之物理駐波原理並未能了解，故無法做一整體性探究。最後，我們仍以改變溶液中的離子，如加入食鹽、酸離子、鹼離子等方法，來研究對於化學結晶是否有影響。

藍染是一種美麗而有趣的傳統技藝，每一個步驟都有他的科學原理。中藥青黛與靛藍製作過程相同，故本實驗用青黛取代由植物製得靛藍之過程，效果良好。而要將難溶靛藍製成染液，需將其還原，有生物發酵及化學還原兩種還原方法，經測試生物發酵的最佳條件是pH值13，溫度30℃；化學還原最佳環境為pH值13， 40-50℃。另外由於此過程為氧化還原，故我們將氧化劑青黛與還原劑保險粉之水溶液分別置於兩燒杯，發現在適當條件下，可得比乾電池大之電壓，故認為經過良好的研發可在製作染液的同時發電，成為「藍染電池」。此外亦可將此染料製成書寫工具，油性的以低極性有機溶劑萃取後濃縮，溶劑回收，而水性的則可先將靛藍還原，密封於筆管，書寫後氧化成為深藍。

「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。

我們前往離本校12 公里的黃金海岸10 次，以簡單及自製器具，測量正榕防風林「迎風面」和「背風面」16 項生物及環境因子。從源頭因子「風」順流而下，環境影響生物，生物修飾環境，探討各因子關係。結果如圖。上游：「迎風」影響「樹高」，「樹高」又影響「背風」。「樹間距」是更上游因子，擾亂而使「風」與「樹側彎長或角度」的關係不顯著。「風」影響「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」。中游：「葉疏密度、蒸發時間、溫度、土壤濕度」彼此交互作用。「糞土濕度」受蚯蚓本身吸水影響而與「風」關係不顯著。下游：「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」分別影響其下游「榕果疏密度、氣孔密度、草覆蓋度」。「溫度、草覆蓋度」影響「螞蟻種類與數量」。

「非對稱性螺旋槳定理」是一個很有趣的定理，並且有好幾個相類似的推廣性質。我們 試著自己提出這些性質的證明，並且嘗試作一些推廣的探討。

電磁鐵的中心材料及漆包線的粗細、圈數，會影響吸起的迴紋針個數。在漆包線是1000圈時，電磁鐵的磁力最強，再增加線圈數，電磁鐵的磁力反而下降了。將馬達接上LED 燈，製造馬達發電機，轉速越快，LED 燈越亮；漆包線的粗細、圈數、密集程度及磁鐵數量與磁鐵移動速度，會影響LED 燈的發光個數。設計裝置，利用馬路上的車子，將電能轉換成光能，達到節能減碳。此外，將改良的線圈磁鐵組裝到鞋子上，可以增加安全性，讓後方來車注意到行人。

我們運用生活中容易取得的一元硬幣和鋁箔紙(例如:奶粉罐中的鋁箔紙)分別當作電池的正負極。兩極之間隔著紗布手帕（鄰居提供，原本是用來幫嬰兒洗澡或擦拭，目前準備當抹布或回收），其中手帕吸附著麥當勞蕃茄醬汁(不新鮮的也可以)，於是製造出既環保又容易串聯(堆疊即可)的簡易電池，並可點亮節能又省電的LED 燈。另外，我們將十顆環保電池疊在一起（即串聯），再連接一顆七彩LED 燈，然後置入牛年花燈中。看著美麗的花燈不停的閃爍，心中的成就感不禁油然而生！

傳統滾筒式輸送系統僅能產生單方向的輸送效果，而且無法在系統上調整運送工件的前後左右的方向，為改良上述的缺點，本裝置設計多方向輸送機構，採用四只市購的2 英吋PU輪組，配合四個正齒輪機構設計的驅動軸，並選擇傳統的電驛控制方式，來控制永磁式直流馬達的單一動力源，完成一軸對四軸的動力輸送與控制，並運用簡單邏輯方法來分析驅動軸的正裝與反裝以簡化機構，調整壓縮彈簧產生的彈力，藉由錐面摩擦輪滾子與驅動軸pulley和摩擦圓盤之間的摩擦力，運用摩擦力作用來輸出機械功率，完成工件的輸送。

本研究針對大氣重要成分O2、H2O、CO2及汽機車廢氣進行溫室實驗，以確認大氣中是否真實存在溫氣體。另外對綠色植栽也進行類似的探討。最後對溫室效應與大氣作用的差異性做一簡單的釐清。分析顯示，大氣中水蒸氣是最重要的溫室氣體，對長波輻射(約地表溫度)有極佳的吸收能力，對於地球的保溫有最大的貢獻，因在大氣中比例變化不大，雖是溫室氣體，一般認為與地球暖化?直接關係；CO2對長波的吸收雖不及水蒸氣，但工業化後的大量排放確實是造成地球暖化的主要因之一；O2對長波的吸收不明顯；汽機車廢氣對長波也有不錯的吸收，對抗地球暖化對汽機車廢氣的控制也很重要。綠色植栽對地表溫度的穩定扮演極重要的角色，熱帶雨林面積的急速減少也是地球暖化重要因素。溫室與大氣主要的差異在於溫室熱空氣的堆積，溫室雖比一般大氣多了上層熱空氣的輻射作用，溫室效應一辭仍適合用來表述大氣中地表因溫室氣體所產生的增溫現象。

我們就單純的數學方法研究向日葵原基排列的規則列出以下的研究目的:一、費氏數列與原基緊密排列之關係 二、螺旋結構的產生、方向與螺線數目的關係三、向日葵雙螺旋結構的特性兩原基相切的關係式 p2＝1－2×(cosmφ＋1)/(amφ＋1/amφ＋2)初始原基標示為A0，設Am 為後續第m個產生的原基，與A0 相切，切點為T， 則p2＝1－2×(cosmφ＋1)/(amφ＋1/amφ＋2)《以餘弦得證》費氏數列與原基相切之關係如下：(一)若生成螺線方程式為r＝aθ, 0＜a＜1，則必存在n嘁，使得Q(a)＝Pa(Fn)。(三)原基相切會讓向日葵形成螺旋結構，而且螺線的數目必為費氏數列的某一項Fn。若n 為奇數，則螺旋方向為逆時針；若n 為偶數，則為順時針。(四)原基緊密的排列形成雙螺旋結構，使向日葵花頭最密實。