第50屆--民國99年

近年來，溫室效應的話題引起全界的關注，如何節能減碳，幫地球降溫，是許多政治人物、科學家在努力方向。華視電視台曾播放了一個「正負二度C」，看了這個影片，我們更覺得減少溫室氣體排放，找出綠色替代能源的重要。我們居住的馬祖，雖然人少地小，較無舉足輕重的地位，但每一個人若有環境保護的素養，並確實的做法才行，地球一定會降溫的，生物也會快樂活著，沒有物種會消失。 根據維基百科資料，每天的太陽能會有百分之三左右轉成風能，如何有效利用風能是各國努力的目標，我們決定效仿風力發電，期望能喚起世人對綠色能源的關注。本項研究是利用「磁電感應」的原理，研究如何利用風力帶動風車葉片旋轉，產生足夠感應電流，讓LED燈泡發亮。

禾本科是台灣常見的野生植物，經觀察發現此科植物普遍有變色現象，其中以五節芒(Miscanthus floridulus) 的變色現象比例最高也最頻繁。本研究主要針對五節芒各部分出現的不規則紅色現象進行分析，探討其成分、推測原因並瞭解此現象對植物本身的生長影響。結果顯示，此現象分佈在五節芒的各個部位，變色成因與土質、土壤酸鹼度並無關聯，而是與水分含量有一定相關性，且針對化學分析後，證實此變色現象是單寧酸所致。從實驗結果推測，五節芒的變色現象可能是在植株遭受破壞後，為應對被傷口吸引而來的植食性動物所產生的防禦機制。

重心的等積性質引發我們對等周分割的興趣，本研究的周心定義為與△ABC同平面上，使得OA+OB+AB=OB+OC+BC=OC+OA+CA的O點。我們透過分類技巧與圓冪性質成功找出任意三角形周心的作圖方式、周心存在與否及位置的判別式，並找出與周心息息相關的環圓。我們並成功透過環圓，逆向推導找出另一種周心的作圖方式。

字畫受損的主要原因是宣紙中含有纖維質具高吸濕性，容易招致蟲蛀、發霉且易受環境塵埃污染，當字畫慘遭破壞後便失去原有藝術價值。 故本研究企圖將蓮葉之疏水性、自潔性實際應用於宣紙保存，我們利用奈米級二氧化矽設計下面六個實驗: （一）如何製作出疏水性最佳的奈米宣紙 （二）測試奈米宣紙透氣性 （三）比較奈米宣紙之吸水性 （四）觀察奈米宣紙抗日之照能力 （五）奈米二氧化矽處理對宣紙書寫的影響 （六）奈米宣紙的自潔效果 綜合結果：以毛筆沾取墨汁書寫在宣紙後，再以20％奈米級二氧化矽溶液處理，則宣紙可有效表現出疏水性、抗塵自潔、良好透氣性、且不吸水。最後將此技術實際應用於中國畫的保存方法上效果良好，為字畫保存方式提供更經濟有效的選擇性。

磁浮列車是利用磁力使車體浮起來的一種新穎交通工具，因為並沒有與軌道直接接觸，因此能將只有空氣的阻力減到最小。我們借用磁浮列車的靈感，利用磁?同名極相斥、異名極相吸的原理，製作一列以「磁吸原理」行進的「磁浮」小火車，運用電池為動力，使小火車順利前進。 隨後，基於環保意識，乃將原本以電池為動力的「磁浮列車」改製成以太陽能為動力來源的「太陽能磁浮小火車」。繼而探討不同照度的光線被太陽能板轉換為動能後，對磁浮小火車行進速度之影響，同時完成研究報告。 使用太陽能板，只要在可以接收到陽光的地方就可以產生能量，所以太陽能是解決環境污染及能源短缺的最佳選擇之一。

同一種現象，甚至相同的測量工具，從不同的角度切入或是用更細膩的方式去觀察，往往可以得出完全不同的結果。例如觀察單擺，除了來回擺動之外，如果觀測的時間超過一小時以上，就可以看到單擺的擺動面會有明顯的轉動，從而證明了地球的自轉。而我們的圭表測量也如同這樣的情況。我們實驗探討發現，圭表所呈現出來的光影長度變化不只可以對應四季的不同，也可以說明地球不是等速率的在公轉，更可以由數據的比對中找出近日點與遠日點的確切日期，並進一步透過橢圓數學的模擬獲得地球繞日公轉的長短軸比值。如果有萬有引力定律來算出地球公轉的平均半徑，我們幾乎也可以描繪出地球公轉的橢圓模型了。

本文主要針對目前使用較廣泛的矽晶太陽能板為研究基材，以不同菲涅爾透鏡的排列組合方式，尋求改善太陽能發電功率的最佳條件。本研究主要分成兩部分，第一部分探討太陽能板材質、透鏡種類、聚焦距離及照射角度對太陽能板發電功率的影響，第二部份則針對菲涅爾透鏡排列組合(1.分散式菲涅爾透鏡光線聚集型2.分散式菲涅爾透鏡光線分散型3.陣列式菲涅爾透鏡)對單晶太陽能板發電功率的探討。實驗結果顯示，若是利用九片分散式菲涅爾透鏡分散聚光型，能有效的增大照光面積，其發電功率是未加透鏡的55倍左右，有效改善單晶太陽能板的發電功率，並且菲涅爾透鏡的價格非常便宜且製成也較為簡單，因此能大大增加太陽能板的經濟效益。

本研究以探討電解1A族、2A族金屬氯化物(研究對象為NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2)水溶液反應性之研究，並配合高中化學所學的知識、實驗方法，運用簡易的實驗室器材搭配生活周邊可取得的材料，設計簡單、體積小的電解裝置，並可利用理想氣體方程式及氧化還原滴定的方法確定陽極產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數。 研究結果發現，高中教學所言之「電解高濃度食鹽水產生氯氣，電解低濃度食鹽水產生氧氣」應有修正，並擴大討論1A族及2A族金屬氯化物的電解反應，發現化學反應並非僅有「濃或稀」的分界，而是在不同的條件，譬如電解液種類、濃度、外加電壓的改變，化學反應會有動力學或熱力學的競爭，使得產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數比例也互有消長，得到有趣的實驗結果。

本研究旨在加熱溫度、攪拌速度、玉米品種、用油種類均不變下，了解糖/水溶液對爆米花脆度的影響，研究發現：糖水溶液比固體糖更能讓爆米花的脆度增加、糖的顆粒大小、糖水的濃度和水溶液的溫度對爆米花脆度都有影響;其中以烘乾5分鐘後的玉米搭配濃度60％－80％的等重砂糖水是最佳條件。並提出以下建議：1.提高加熱溫度，可提高糖的溶解量增加爆米花的脆度。2.縮小水溶液濃度的級距，有助於找出爆米花脆度最高所需的濃度。3.在脆度的認定上，若能輔以更精密的器具，將可得更精確的數據。

在網路影片看到軟軟的牛奶糖竟然能刺破硬硬的椰子殼，剛開始我們有點懷疑，經過實際測試後，發現牛奶糖真的能刺入椰子殼，網路影片不是造假，哇，果真以柔克剛。我們的研究中，先設計實驗平台以及實驗方法，實驗中發現不同的撞擊力量、牛奶糖不同頂角角度、不同頂角尖銳程度、牛奶糖與硬物不同的接觸點數、不同角錐形狀，都會影響牛奶糖刺入硬物的深淺。牛奶糖要刺入椰子殼內，頂角角度不能太大，60度的頂角只能撞凹椰子綠色外果皮，我們算出牛奶糖四角錐的頂角30度達到秒速5.4公尺(時速約19.4公里)，或頂角45度達到秒速6.6公尺(時速約23.8公里)都能刺破椰子殼的內果皮硬殼。