第49屆--民國98年

民俗技藝─扯鈴有一種稱之為「跳鈴」的團體招式，是讓同一條繩子上有兩個扯鈴作相向運動，並在表演者的手部振動下，使兩個扯鈴以不同的高度跳躍，並互相交換位置後，再回到繩子上各自繼續前進。本研究便是要提出跳鈴的假設，並設計一套模擬裝置來驗證假設，期待能找出跳鈴的秘密，並且可以運用在實際的扯鈴活動中。

自97 年9 月至98 年4 月，我們在內城圳設置5 個監測站，以水質檢試劑測試內城環山水圳的水質，發現從上游到下游有許多污染源，造成各種不同程度的污染情形。調查發現除第一監測站是無污染的水質外，其他四個採樣點都有各種程度的污染情形，各種檢試值也產生不同的變化。顯示農業活動仍然會造成水污染，仍需要進行污水處理，才能使休閒農業區引以為傲的青山綠水能永續經營。

「溫室效應」是大家耳熟能詳的名詞，但大多人對它一知半解。新聞常常會報導：溫室效應已很嚴重，專家表示，幾年之後，一些小島嶼將會被海水掩沒，極洲生物將失去牠們的土地。在考試時，題目寫著：深色及淺色對光吸散熱效果不同，所以市面上的陽傘都有固定的顏色配置；再者，我們常使用的建築材料中，哪一種最符合「吸熱慢又散熱快」的效果呢？我們經由簡單的實驗來比較，獲得淺薄的認識。日常生活中諸多現象都與熱相關，我們藉由模擬「溫室效應」來了解其原理與效應。

本研究是從數學講義上的一個考題出發，恰巧擴展了前年全國科展最佳教材獎「正多邊形母子面積比」，他們只研究正多邊形且每邊切割的比例相同，我們採取截然不同的研究方法，而且更進一步探索任意多邊形每邊切割的比例任意不同時，其子母面積比值的發展。而隨著邊數的增加，所得圖形儼然一個鳥巢狀，故名「巢狀切割」。我們從三角形做起，經歷四、六、八邊形，一直到五邊形、七邊形，並藉助GSP繪圖軟體幫忙檢驗，最後得到了通用於任意邊數且任意比例切割的子母面積比值公式，並設計Microsoft Excel運算表，只要輸入邊數與比例，可立即算出子母面積的比值！

經常會看到前方的路面像有一灘積水在那兒，但近走過去看時卻發現什麼都沒有。我們查看物理方面的教課書籍及上網搜尋資料，發現這種現象是由於地面上的空氣因溫度變化，導致光線在空氣中的行進方向偏折而產生的全反射現象，其原理與沙漠中的海市蜃樓成因是ㄧ樣的。 我們發現了高中組科展的得獎作品中，居然得到與上述完全不同的結論，就是：炎熱路面的一灘積水是由於地面的單向反射造成，並非為空氣的折射現象。這也就引發我們做此次科展的強烈動機。 從尋找地面海市蜃樓在何處，與不斷改善觀察工具開始做起，接著再與師長同學討論，將光折射的證據從1.改變觀察者位置的高低、2.溫差的影響、3.地面性質等三方面逐步探索，並以雷射光徑說明：白天地面的海市蜃樓是光折射所造成。

本研究在於研究各種自製的棉花糖機──改善各代棉花糖機的缺點，並找到製作棉花糖的關鍵因素。同學們利用很簡單的材料和工具，搭配各式鐵鋁罐、馬達、大小風扇，親手打造自己的專屬的棉花糖機。製作期間歷經許多困難與失敗，他們一一想辦法克服、修正，終於達到原先的目標，並且不斷地試驗找出各種糖類與添加混合物後最好的製作方法，並做出各種口味獨特的棉花糖。

蝦蟹殼主要由幾丁質、蛋白質、礦物質三種成分組合而成，重量大約各佔三分之一，本實驗以蝦蟹殼為原料，經由洗淨、乾燥、磨碎之後，再以強酸強鹼處理，分離出幾丁質，幾丁質再經高濃度強鹼反應，製得幾丁聚醣，由於幾丁聚醣可溶於弱酸，因此其應用性較為廣泛。實驗中將幾丁聚醣溶於醋酸溶液，並使用培養皿為模具，製作幾丁聚醣薄膜，探討幾丁聚醣薄膜對於不同濃度及不同pH值的磷酸鹽類的吸附情形，以及單片幾丁聚醣薄膜對於磷酸鹽類的最大吸收量，最後再以真實水體進行測試。實驗的證明可以得知幾丁聚醣薄膜在pH=5.5的環境下對於磷酸鹽的吸附有顯著的效果，約可以吸附0.154mg P /0.2g幾丁聚醣(單片)，有助於水質優養化的改善！

為解決聲音課程教學時,製作出吸管直笛吹奏，但吸管笛有音量太小的問題，遂想到運用薄膜振動來放大音量，即是在吸管笛前方加入一個發聲源（大聲公）。實驗時分為四部份（1）大聲公：針對發聲源的部位進行實驗，以音量大小分析。（2）薄膜振動水管笛：薄膜振動水管笛吹奏效果不佳，而且體積重大、不易攜帶。（3）薄膜振動吸管笛：保鮮膜做振動膜，效果最佳、而且穩定度高。（4）吸管排笛、吸管笛、薄膜振動吸管笛之比較：薄膜振動吸管笛音量最大。薄膜振動吸管笛與排笛的頻率很接近，兩者應屬閉管笛，而吸管笛為開管笛。薄膜振動吸管笛的音色聽起來像簧管樂器,且波形圖具有特殊的鋸齒狀波。而排笛及吸管笛的波形較平滑。

運動會不斷揮舞著雙手的「舞星人」，引起我們好奇，如何製作出可不斷舞動的「舞星人」，成了我們共同的目標。我們利用日常生活中的吹風機、玩具小馬達風扇、電動氣球打氣機，到效果頗佳的直流軸流扇做為舞星人的風源；棉紙、塑膠袋、布做為氣舞（風管舞星、舞星人）的材料；經過各式實驗發現：＊ 風管舞星：材質、風力大小、風管舞星與水平面的夾角、出口的型態，都會影響風管舞星的擺動頻率與擺動效果。＊ 舞星人：材質、風力大小、剪裁方式，則會影響舞星人的擺動頻率與擺動效果。特別是醒目的黃色防水布，搭配並聯的直流軸流扇，產生奇佳的擺動效果。縮小版的風管舞星及舞星人，不佔空間又平價，卻可達到引人注目的廣告效果。

本研究探討蘋果是否含有螢光物質，進而自製暗箱觀測螢光強度，並找出萃取螢光物質的最佳條件及影響螢光強度的外在因素。最後發現，蘋果含有天然的螢光物質，必須用紫外光燈源照射，才能放出黃綠色螢光。在實驗過程中氧化及陽光照射都會破壞蘋果中的螢光物質。而萃取蘋果螢光物質的最佳條件──將蘋果不去皮，磨成泥(200ml)，加入沙拉油(50ml)並用酒精燈加熱10 分鐘（不停的攪拌），之後靜置一天。.蘋果泥添加酸性的醋酸水溶液及浸泡在飽和食鹽水中，都不影響螢光強度。但添加鹼性的小蘇打水溶液，則會造成螢光強度減弱。最後利用蘋果螢光彩繪圖案，更增添天然螢光的趣味性。