第49屆--民國98年

市面上有許多省水器材，我們研發的環保水龍頭省水效果更佳。學校要求進行營養午餐前需先洗手，校園中高年級男生洗手用水量普遍比女生較少，但仍需1 公升以上的水量，若於學校安裝省水龍頭則可達到省水效果，以集中式水柱且噴霧的省水頭效果最佳，約需480毫升水量。利用自製環保省水龍頭可達到比噴霧式省水頭更好的省水節能效果，僅需約300毫升水量即可洗淨手。在製作環保水龍頭時，應注意進氣孔的位置及大小，以製作於瓶蓋且口徑等於出水吸管為佳。可利用凸出的出水管來控制流速，出水管愈長，流水量愈大。環保水龍頭是利用環保材質自製而成，花費少，再加上安裝方便，將水管接上水龍頭即可，是個值得在校園中推廣的節水方式。

以遠哲科學趣味競賽中【升力大挑戰】的項目為基礎，以自製線繫珍珠板飛機滯空時的載重性能。雖是高中課程中的力學，仍激起我們挑戰研究飛行升力原理的意念。透過風扇與導流板的調整與製作，獲得較為平行的風向。在測試一般市售珍珠板飛機之後無法取得明顯的滯空性與載重性，則改以概念的方式設計出基本比例的原型機。經測試獲得初步的滯空性與載重性。接著製作可縱向調整機翼的測試機，進行配重與重心修正後的測試。以自製機翼攻角升力測量儀研究最佳升力的攻角，進而以可調整機翼攻角的機型實測攻角的升力，相互對照中確定攻角對於升力的作用。最後珍珠板飛機穩定飛行的載重量由原本的18 g 提升至26g，也使得每次的飛行更具穩定性。

本研究是利用日常生活中常見的咖啡渣和茶葉渣做為肥料，去觀察豆莢類的綠豆，以及葉菜類的油麥菜、小白菜生長過程的變化，我們利用三種不同的咖啡渣和三種不同的茶葉渣來做為肥料，找出哪一種肥料具有較高的養分，可以幫助綠豆、油麥菜和小白菜長得較好，又能防止菜蟲的侵害。實驗結果發現，以茶葉渣做為肥料的植物長得最好，尤其是綠茶渣最好，甚至勝過化學肥料。在防蟲方面，咖啡渣的效果奇佳，茶葉渣在防蟲方面卻沒有任何功效，而且比施化學肥料的植物蟲害還嚴重。

「n×n 數字拼圖」的問題主要在研究：「找出把1、2、3…… n 2 個連續整數，依序填入n×n 的正方形方格中，填寫的規則是只能將『下一個數字』填寫在『前一個數字』的相鄰的位置，一直到最後一個數字n 2 填入最後一個方格為止，使單一對角線上 n 個數字總和為最大數的路線圖，並探討其中所隱藏的數學奧密」。 研究者經過實際的模擬與討論後發現：解題的方法應由最大的數字（n 2 ）逆回填寫至1；當n=奇數時，起點座標一定是（2，2）； 當 n=偶數時，起點座標一定是（1，1）或（2，2）；而且它的路線也有一定的規律。單一對角線上 n 個數字總和最大數與 n×n正方形方格之間存在著密切關係。研究者的想法請詳見「肆、解法」。

本實驗主要探討八上自然與生活科技課本中，3-2面鏡成像單元提到的太陽能集熱器是「利用平行主軸的太陽光，經凹面鏡反射後聚於焦點」。於是我們設計並製作一個焦距為10公分、 研究一：利用數學繪圖軟體GeoGebra設計一個焦距為10公分、口徑60公分、24片組合的太陽爐單片模型，並以厚3mm的壓克力板來製作、組合。研究二：以500W赤外線燈做輻射源，對拋物面太陽爐焦點及其附近作溫度的測試，及探討入射角度的影響。研究三：把太陽爐拿到戶外做焦點溫度測試，及實際煮物(米、蛋、水)。

將各種飲料倒入植物中，會有什麼結果，是這次實驗的重點。首先，我們篩選植物樣本的條件，最後選擇石竹；接著，討論出控制變因，才能決定放置植物的地點，和工作分配；第三，再討論澆灌的液體，不但要方便使用，還要性質相近，以便後續做數據分析時，能兩兩互相比較；最後，則是歸納記錄的項目，做成紀錄表。前面的實驗結束後，我們立刻整理紀錄表，做了橫向和縱向的多項數據分析，了解植物生長的好壞變化，用這些數據，對人體飲食態度當做參考，這一段是整份研究重點。第一回合縣賽結束後，再做第二回合實驗，除了全面改進，也延伸許多項目。以下將會一一列出來。

在養殖池中絲藻的增長速度非常快，會影響魚苗的生長，造成漁民的困擾。若將其當作再生能源利用，不也是一種廢物利用的做法嗎？\r 本實驗利用絲藻培養的新菌種「YMJH 一號」，以自製微型雙槽式研究微生物燃料電池的產電效能。以8cm×8cm 半透膜取代價格而貴的質子交換膜、陽極置入台製生化棉及0.005M 葡萄糖當燃料，在陰極12mL/s 曝氣速率、陽極6 小時水力停留時間，在500Ω電阻下最大功率密為34.87 mW2/m2，超越參考文獻中最大功率密度。\r 在不同電極種類下，100cm2 碳織布當陽極、10cm×10cm 打洞碳串當陰極使內電阻大幅降低，因此得到最大電壓為0.63V 而最大功率密度提升至79.38 mW2/m2，超越歷屆科展作品的最大電壓0.09936V、最大功率密度1.9745 mW2/m2 ，甚至是參考文獻最大電壓0.416V、最大功率密度32.9 mW2/m2的2 倍產量。

採集滿江紅複合群，從外觀形態觀察、葉片與根長測量和DNA 序列比對，將所採集的三型滿江紅做分類。其中三角形和橢圓形滿江紅在數種外觀形態上部分相似、部分不同，而經過trnG1F-trnR22R、rps5-trnSR、trnL-trnF 三段葉綠體DNA序列比對後，確認此兩型滿江紅為同種，皆屬滿江紅 (Azolla pinnata)。而日本滿江紅不僅在數種外觀型態上與滿江紅有明顯差異，其三段DNA 序列分析更有約20%的變異，因此證明兩者為不同種。最後將實驗中的序列貼至網路上比對，發現日本滿江紅 (Azolla japonica) 與Azolla mexicana 相似度達100%，並與美洲種的四種滿江紅也有94% 以上的相似度。參考日本、美洲種滿江紅相關書籍與圖鑑，及親緣關係鑑定的論文後，推論日本滿江紅的親緣關係與美洲種滿江紅較相近，極有可能是由美洲傳至日本的外來種。

探討家電用品所產生的低頻電磁波是否對人體造成威脅，經過觀念的澄清後從四個方向來討論。1.將綠豆放置在不同電器用品旁；2.將綠豆放在同一種家電用品旁但是改變家電用品的數量；3.將綠豆放在家電用品旁，但是改變他們之間的距離。以觀察綠豆的發芽及生長情形。4.利用自製的防磁材料，看能不能有效隔離磁場。實驗結果發現磁場越強，綠豆的生長越不盡理想。但是在某個磁場臨界點以下，綠豆的生長將不受影響。自製的防磁材料以烤肉用鋁箔紙、鐵絲籠效果最佳，其中鐵絲籠網目越小，防磁效果越佳。

本研究就全台現有的行人號誌「小綠人」作討論，適逢高雄市針對節能減碳、都市美觀作換裝測試「小黑人」，身為高雄市民且為學生的我們亦將此設計加入研究範圍，希望找出最佳方式。經收集資料及訪問交通局後，在舊有的「綠」、換裝測試的「黑」與新提出的「單體式小綠人」三者，就五方面作探討：一、 交通安全方面：經市場調查及資料顯示，「小綠人」與「小黑人」各有缺失。二、 設施成本方面：「小黑人」就材料成本與經濟狀況考慮，並無設置急迫性。三、 節能減碳方面：「單體式小綠人」較「小黑人」節能減少11%、較「小綠人」，節能減少34%。四、 環境保護方面：兩組燈面減為一組燈面後，回收廢棄物減少50%。五、 都市美化方面：減少燈面提升都市景觀。