第49屆--民國98年

石蓮花的葉片，在自然的狀況下能夠經由無性生殖，在掉落葉片的基部，自然地長出再生芽和再生根，本實驗想要探討: 葉片的成熟度與年輕的葉片產生再生芽和再生根的能力是否相同呢？我們首先發現植株下方為較成熟的葉片，上方為年輕的葉片，結果顯示成熟的葉片具有較佳的再生芽分生能力，有趣的是，再生芽的分生能力，在年輕的葉片則隨之遞減，即使如此，年輕的葉片仍然具有產生再生根的能力。更發現，石蓮花葉片置於完全乾燥的培養皿上，產生再生芽和再生根的能力遠勝過於加水的濕潤培養皿。本研究也觀察到石蓮花葉片能進行稼接並自然癒合的科學現象，並提出此原理能作為多肉植物造型園藝上的應用與開發。

在繩子的一端持續供給一擾動，此擾動會以波動的型式傳至繩子另一端（自由端），經自由端反射後，反射波會和入射波重疊干涉而形成駐波。本實驗將繩子鉛直懸掛在轉盤下方，轉盤帶動繩子繞軸旋轉。實驗中觀察到繩子會形成駐波，並出現上下的來回振盪，這是一個複雜的運動。我們嘗試以學過的物理概念來解釋、分析所觀察到的繩波行為。

本研究分析布農族與邵族的杵音，發現杵音可分成四~六個音群(Do、Re、Mi、Sol、La、Si)，我們也探討了不同的變因(木頭種類、粗細、長短及溼度)，對於杵音響度及頻率的影響，並且利用科學化分析，成功地自製縮小版杵音及麻竹版杵音，可以改善原本只憑原住民耆老經驗製造杵音的誤差，並利用”木頭音響學”中Young 的公式『E=〔4π2L4ρ(fn)2A〕/IKi4』，來計算杵音頻率的理論值，結果我們發現杵音頻率的實驗值與理論值，有正相關；同時以竹籤與乒乓球及彩蛋創造出迷你版的可調頻式杵音，來增加原住民音樂的多元性，達到推廣原住民文化的目標。

根據行政院科技顧問組及能源會估算，全國交通號誌改成LED 燈，可減少1.6 億度的電力，以每度3.5 元計算，每年可省下近5 億元。本專題以LED 燈為基礎，運用白天及夜間人們對光源相對亮度的視覺反應，提出低耗能號誌燈結構，達到省電的效果。目前的號誌燈，並未針對白天及晚上的周邊光度差異，在節能角度上作控制，故不論白天或黑夜所消耗的電能均相同，但因晚上的周邊光度較暗，較弱亮度的號誌燈，就能具有與白天相同的辨識效果，若能降低夜間LED 燈的亮度，必能達到節能的效果。本專題製作一套低耗能省電號誌燈的雛型，經實際測量印證發現，比現今LED 燈更節省近四成的電力，若以前述行政院的數據，全年可再減少近0.59 億度的電力損耗，相當於2 億元的電費支出。

由於對電池的好奇，我們展開了一段電池尋寶之旅。我們先從水果電池出發，然後經由一連串的實驗設計，發現電極的種類、距離、面積大小，甚至電解液的種類、濃度大小都可能是影響電池電功率的因素，特別的是我們發現並非電解液濃度越高，產生的電功率就越高，而是有濃度限制的。最後我們成功使用生活中廢棄不用的電線、電池的鋅殼及濃度5﹪的鹽水加檸檬皮汁，設計出環保而又可用的電池，並且應用在自製的玩具上。

量測液體黏滯係數的方法有很多種，各有其優缺點。本研究旨在提出一新方法，由定義推導出轉動情況中的數學關係式，並利用自製漂浮法實驗裝置測量液體的黏滯係數，同時探討液體介面與黏滯力之關係。本研究利用一壓克力圓盤置於待測液體之液面上，使其轉動後，量測其角速度隨時間之變化，透過理論分析，求得其黏滯係數。研究結果顯示，圓盤受液體黏滯力作用後之轉動現象與理論分析甚為吻合，所得之黏滯係數亦與公認值接近。本研究不失為是量測黏滯係數之一簡易可行的方法。

果蠅是日常生活中可時常觀察到的生物，而參考前人的報告結果可知，果蠅具有辨識嗅覺以及對嗅覺產生學習記憶的能力。本次實驗的目的，是想探討果蠅經過嗅覺學習行為之後，可分辨不同氣味的最低濃度為何濃度，以得到果蠅可以感受到的氣味臨界濃度；並且利用高溫或是電壓刺激以產生的嗅覺記憶，比較其能夠分辨的最低濃度是否會有差異。我們利用自製的果蠅嗅覺選擇器進行實驗，當以高溫作為處罰，測量果蠅在面臨不同濃度(1M~10-4M)的蔗糖溶液以及固定濃度(0.001N)的醋酸溶液時，發現果蠅起碼能夠感受到10-3M 蔗糖溶液並產生學習記憶行為；而以電壓作為處罰，果蠅可分辨蔗糖的最低濃度下降到10-4M。因此我們發現，果蠅在強烈的處罰之下，比溫和的處罰能分辨出更低的蔗糖的最低濃度。

我們從硬幣直線翻轉(原為柱體翻轉)做研究，根據遊戲規則(見p.1)，得出對於s枚硬幣經過一次大翻轉的位置變換關係：(1)當x為偶數，則f(x)=1/2*x (2)當x為奇數，則 f(x)=1/2*[(2s+1)-X] 其中：x為原位置，f(x)為新位置。接著，利用上述的變換關係，發展出我們的創意解法---「鏈」(見p.7)，並研究出鏈的相關性質，利用其中的性質，解出直線翻轉的完美歸位通式：2l≡±1(mod 2s+1) ，其中l為主鏈長度，並從通式中再延伸出更多性質。最後，我們將直線翻轉研究結果擴展到平面翻轉(見p.14)，並發現平面翻轉完美歸位與兩方程式有關，即lny-lmx=0，lny-lmx=1，其中ln，lm分別表示行、列的主鏈長度。進一步，利用相關性質導出平面翻轉第一次完美歸位之通式。

本研究為探討北港高區對台灣中南部地體構造的影響。以推土機理論為基礎設計模型進行實驗觀察，並以中央地質調查所的活動斷層分布及地殼變動GPS測量結果進行比對，得到三點結論：一、台灣中南部造山運動隨著海岸山脈西移擠壓隆起形成中央山脈，中央山脈是由東向西逐漸發展，在山脈內部的斷層已不再活動，在西部的活動斷層是目前主要活動變形帶。二、中央山脈構造及發展是由海岸山脈擠壓運動所形成，和北港高區無關。三、台灣中南部山脈前緣部分西部活動斷層受到北港高區影響，只能在高區東側及邊緣發展，並影響高區附近的地殼變形方向，在西南側似有脫逸現象產生。

爺爺的畢業證書被吃掉了，我們就一起偵查兇手到底是誰？我們觀察爺爺書房的環境和兇手留下的咬痕、巢穴顆粒；也在兒科中心外找到和爺爺書房相似的環境及類似的痕跡、兇手屍體的小動物。為了證明兇手跟兒科中心外圍的白蟻是相同的小動物，所以設計潮濕、陰暗、不通風、悶熱和白蟻喜歡吃什麼的實驗。為了進一步證明兇手是白蟻，我們還利用自製小書，放置在白蟻出沒的地方，觀察白蟻留下的痕跡，來比較爺爺家兇手的咬痕；也測定爺爺家的兇手巢穴顆粒和兒科中心白蟻巢穴顆粒的性質是否相同。最後從立體顯微鏡下觀察爺爺家圖書兇手的屍體和白蟻身體的構造，也查閱、觀察、比對會啃食木材、書本的其他動物蛀蟲，終於證明了爺爺家的兇手是白蟻。