第49屆--民國98年

本研究主要在了解興達港地區的天氣變化，透過學校百葉箱，乾溼球溫度計、雨量筒、風向風速器、記錄表、電腦、記錄板等儀器，每天固定在上午9 時20 分觀測記錄百葉箱內儀下，測算水汽凝成水珠的速度的實驗，藉著校園氣象站累計的資料並經過Excel 軟體分析，研究本區2008 年10 月至2009 年2 月的天氣，我們發現從氣溫、氣壓及相對溼度間的變化和天氣關係發現：該天最高、最低溫差越大，相對溼度通常較低，氣壓較高，天氣多為晴天。當天最高、最低溫差越小、氣壓就小，相對溼度就較大天狀況多陰天或有霧。但願我們的研究能拋磚引玉，提供大家進一步研究小區域氣象的風氣及培養關心氣象與地方生活環境的態度。

本研究探討有效清洗蔬菜上農藥殘留量的方法，文獻中檢測農藥的方法有『生物法』、『化學法』及『生化法』三種，前兩種方法對我們來說都有不方便的地方，故選擇快速又能檢測出市面上大多數農藥殘留量的『生化法』。但『生化法』需配合昂貴的分光比色儀，因此我們利用計算機上的太陽能光電池、LED、三用電表及保特瓶，成功地設計出一台能『量化』水溶液顏色差異的裝置，我們稱它為『光電池比色儀』。利用『光電池比色儀』檢測樣品1 分鐘，測出的數值我們稱它為V_Lux(Volt Illumination )，當DV_Lux 越小，抑制率越大，表示農藥殘留量越多；反之，越少。最後比較多種清洗小白菜的方法，結果發現『用流動的清水洗3 分鐘』效果最好，破除了多數主婦的迷思。

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。

條件反射是什麼呢？條件反射為生理學中的一種行為過程。在特定環境中，因強化作用而使某種應答的出現頻率增加，且更為規律。所謂強化是指為求得預期的應答而提供一種天然刺激或人為獎賞。在這個實驗中，我們欲探討「生物在不同環境中學習行為表現將有何不同」，於是觀察紅球魚、黑尾太陽魚與孔雀魚在接受餵食時的行為，並持續注意其長期所表現出的現象，最後結論是不論任何魚種條件反射之學習曲線相近，再學習情形皆明顯加快。

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。

課堂上介紹到彩虹形成的原理是透過水珠的色散、折射與反射，而我們平時可以看到的虹和霓分別是反射一次與兩次所造成，本研究便欲探討更高階的彩虹。我們開發出電腦模擬程式，由「光線追蹤法」繪出一到十階的彩虹，研究光在水珠內反射次數、光的入射角與總偏向角之關係，發現反射次數越多，入射角要越大才會產生總偏向角的最小極限。此外我們也計算出每一條光線在各階彩虹中的能量，以及各階射出光當中每單位角度的光線數目與每單位角度的能量，結果發現能量最大、光線數目最多及總偏向角最小這三者的方向相同。並由以上數據的分析，成功設計出能呈現第三道彩虹的實驗。推廣研究：電腦模擬圖形中高階彩虹內部反射線所形成的包絡線。

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。

「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。

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。