第49屆--民國98年

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。

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。

本主題由一本科學雜誌中提及的各種紙玩具，發覺「紙蜻蜓」造型的玩具能夠在空中停留最久的時間；並進一步探相同大小、重量的紙蜻蜓，如何藉由改良各部位的特徵而延長在空中停留的時間。經探討螺旋槳的長度、機身兩側往內摺的寬度、機尾翹起的長度以及螺旋槳的造型變化，實驗螺旋槳長度8 公分、機身左右兩側向內摺0.9 公分、機尾往外翹起1 公分的情況下，發現紙蜻蜓能夠在空中停留的時間最久。

無意間發現立體眼鏡重疊時若膠帶貼在上面會造成變色效果，於是查詢資料瞭解偏光板的原理，並展開對偏光板的研究。我們以各種貼法及不同材質的膠膜作比較，結果發現要貼在兩片偏光板之間且膠帶和偏光軸成45度角時變色效果最佳，而且以貼OPP塑膠材質看到的色彩最漂亮。為了探究變色原因我們貼上不同層數的膠帶，以數位相機拍下各種旋轉角度時的顏色，並利用PotoCap 4.3軟體將拍下的數位相片轉成RGB數值，比較兩片偏光板不同旋轉角度下光的穿透比例，結果發現在不同角度時穿透膠帶和偏光板的紅、綠、藍光的比例因膠帶的層數不同改變的幅度也不同，我們也發現這種變化和某些膠膜具有旋光性有關。最後我們應用研究發現創作出多采多姿的『七彩紙杯變色萬花筒』。

紋白蝶的一生中，由卵→菜蟲→蟲蛹，再變化成蝶。蟲蛹期是最危險的時期，蛹不能爬也不能飛，一旦被天敵發現，就只能坐以待斃。因此蟲蛹在自然界要如何利用環境來躲避天敵，保護色就是它生存的保障。我們發現，蛹色都是由褐、灰、綠三色所組成的，有如阿兵哥的迷彩裝。蟲蛹本身會隨著光線明暗度與環境顏色而調整色彩的深淺和色系，讓天敵不易發現。而環境四周的顏色可以穿透蛹殼半透明的淺褐色，使得蛹色和環境顏色融合在一起。小蟲蛹在生存的競賽中所展現出的智慧，堪稱自然界的勇士。

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。

相剋作用是指植物在代謝過程中釋放出有毒物質以抑制本身或鄰近植物種子萌發及植株發育生長的過程。非洲鳳仙花所在之處，少有其他植物，本實驗採非洲鳳仙花的根、莖或葉之萃取液進行相剋作用之研究，結果顯示非洲鳳仙花確實會抑制小白菜與玉米種子萌發及幼苗的生長，利用多酚類染色方法得知非洲鳳仙花產生的相剋化合物為多酚類，進一步推論土壤中的多酚類會被植物吸收，進而影響植物的生長與發育。

同學們在自然教室的水槽裡建造了一個大型水族箱，再利用計步器，搭配浮力原理，製作一個「計數瓶」，可以掛飼料放在水族箱裡，每當魚兒咬飼料的時候，就會觸動計數器，以此了解魚覓食行為的大致情況。接著擴大範圍，先後把計數瓶放在30 條、60 條魚的魚池中40 分鐘，偵測魚咬飼料的次數，藉以找出「魚數量」與「次數」的關係，再把計數瓶放在未知魚數量的魚池中相同時間，就可估算魚的大約數量。藉由這個裝置，同學們估算出中正紀念堂魚池裡的魚數量。另外，發展出「魚密度」(Fish Density, FD)，做為大面積水域中魚數量的參考值。定期偵測FD 值，可了解該水域生態正在改善中，或是在惡化中。[註]本實驗的釣魚臺是指計數瓶裡的小元件，與領土爭議無關。

無敵風火輪利用高三所學的單晶片課程，加以應用在這次的科學展覽上，利用馬達的加工及人類的視覺暫態來製作出光彩奪目的特殊效果，並且將這種特殊效果應用在日常生活中，為了方便的運用在日常生活上，我們想出可以旋轉的物體來搭配這次專題，利用了生活中最常見的風扇馬達，延伸出三種不同的型式，例如：使腳踏車的輪胎轉動、利用木頭及木板做出水平360度的旋轉效果、以及原始的風扇加以加工來轉出我們所期望的效果。印刷電路板加裝在單車輪胎上，除了可以在夜裡做到醒目的安全措施，也能達到隨機廣告的效果，真是一舉兩得，經濟又實惠，而360度旋轉平台，可以讓每個角度都能夠看的到，最原始的風扇也能顛覆傳統，使得風扇不在那麼單調，如此一來，也讓廣告看板有了更新的突破及多樣化。

利用生物的幾何性質，歸納出生物成長的特殊規律性與數學幾何的密切關係。再針對菊科類植物花盤內螺旋線數量的獨特性質，去探討並推論其順、逆螺旋線數和費氏數列( Fibonacci Sequence ) 以及盧卡斯數列 ( Lucas Sequence ) 的特殊相關性，及其形成此規律性的原因。並藉由Maple執行各種不同發散角所模擬的花苞生長情形，來解釋為何黃金角是造成花苞排列緊密的最佳發散角。