高中組

本研究以荷蘭籍的藝術家M.C. Escher繪製的密鋪圖樣作為出發點，接著研究以正三角形、正方形和正六邊形為基本單位的磁磚設計方法。首先利用4種等量變換(Isometry)推論出三種基本形狀分別有4、5、7種邊作用方式，再利用「群」(Group)表示邊作用，進一步窮舉出可密鋪的設計方法分別為3、10、4種。配合上述理論，找出一套演算法判定磁磚之密鋪性以及密鋪類型。再者，探討將邊封閉而形成有限平面的「窗框」系列磁磚密鋪的特性；接著延伸到有限曲面上，如：環面、圓柱曲面及著名的莫比紙圈，並找出製圖方法；再拓展到空間中，對正多面體，以及利用正立方體為單位，進行立體的密鋪；再透過程式構築一個更為簡易的分析平台。利用上述的結論，學習者可以輕鬆製作新圖樣。

本研究在觀測前根據GCVS（GeneralCatalogueofVariableStars、俄羅斯大學變星資料庫）找尋適合的目標，我們考量星體的光度變化、週期及適合觀測的時間、方位，經篩選後，再從可能之目標中選定此次觀測目標：VZCnc，並且擬定計畫，以利於觀測及拍攝的進行。使用TheSky6軟體找尋VZCnc附近星體分佈的情況，以供分析使用。我們使用CCD(ChargeCoupleDevice、電荷耦合裝置)拍攝，以V濾鏡拍攝三天共一千零七十八張影像，加以整理及刪除不適合者，再進行疊圖使繪出的圖有較高的準確性，並根據光變曲線圖加以分析其變化範圍、週期，和手邊擁有他人的觀測資料對照，充分了解其亮度變化的情形。

線蟲在科學界備受矚目，然而，對於線蟲覓食及攝食行為的研究卻仍不多；每一種生物都有其獨特的行為模式，我們想知道線蟲如何覓食與攝食以適應自然的環境，因此以覓食與攝食行為為主題著手研究。本研究歸納出線蟲的 7 種覓食及攝食的一般行為：前進、探頭、偏移、擺頭、後退、轉向及拐彎行為；與兩種特殊行為，其中樹枝狀行為與線蟲消化有關。本研究發現線蟲對嗅覺有依賴性及專一性，即使線蟲被其他氣味干擾仍能找到食物。我們也發現到一種特殊的混亂行為，是當線蟲接近 E. coli 時出現的一種受干擾的行為，經實驗進一步探討，發現引起線蟲混亂行為的原因是 E. coli 所釋放出的化學物質，化學物質濃度越濃，線蟲所表現出的混亂行為就越明顯。

鑒於氨氮會消耗水中溶氧，造成水質惡化、危害水域生態，且政府將逐步管制廢水的氨氮含量，處理氨氮的技術日益重要。去除氨氮的方法有物理、化學及生物法，但物理、化學法成本高且有二次汙染的風險，因此本實驗希望找到能有效分解廢水中氨氮之菌種。採取可口可樂工廠的七池汙水，以高氨氮培養基篩出七種細菌(RW、ST、ET、BA、BS、SR、CA)，並挑選出三種氨氮分解效率最佳的細菌(RW、ST、ET)。進一步發現其能有效降低廢水中氨氮，並減少氨氮廢水對水中動植物的危害。因此，我們認為RW、ST、ET能有效處理廢水中的氨氮並減緩氨氮對於環境的危害。

在實驗中偶然發現CuSO4(aq)+NaCl(aq)+Al(s)會使Cu2+還原析出的反應變得非常劇烈，並生成大量H2，但若只是CuSO4(aq)+Al(s)反應而不加入NaCl，則Cu2+被還原成Cu的速率就非常緩慢，也無H2生成，故探討其中原因。

本研究以環保為出發點，藉由常見的廢棄物──蛋殼為主軸，針對蛋殼膜萃取物進行其抗菌、消炎、保濕等層面之實驗。據結果顯示，蛋膜萃取物對於金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌均有良好的抑制功效。由巨噬細胞的消炎測試得知，當萃取物濃度為40μg/ml時即可將NO生成率降低至與未添加LPS組相近；而自小鼠的傷口試驗中，可知少量的蛋膜萃取物對動物亦有很好的消炎效果。對於人體皮膚的保濕率測定，其萃取液亦有不錯的保濕能力。綜合以上結果均證明蛋殼膜在許多層面上確實為極具開發潛力的物質。

(一)上高中後，得國立成功大學甄試進入南區理化資優生輔導班，一年多以來，每兩個星期日在成大物理、化學系進行研討、實驗等。在研習高二物理第二冊時，對於第十章物體力學甚感興趣。 (二)第二冊物體實驗手冊並未編列有關流體力學的實驗；本校科學教育輔導教師李老師曾製作一套有關流體力學的實驗器材，參加全國第廿二屆科學展覽獲獎(1)，在他的指導下，發展出本套器材，不但可用來說明高中物理第二冊§10-5連續方程式，驗證§10-6白努利方程式，還可以很方便又精確的測量液體黏滯係數。

我們以聲頻分析儀測量對木材的振動頻率，首先探討木材置放於不同溫度時的頻率變化，找出使木材振動頻率達穩定的最佳條件，並探究其原因。其次，藉由測量不同長、寬、厚度木材的振動頻率，歸納出木材振動頻率與其長、寬、厚度的關係方程式，由此關係方程式，發展出製造標準音高木條的流程。接著，我們以分貝儀測量木材的振動響度，探討木條在不同支撐位置的響度變化，找出有最大響度的支撐位置。另外，我們以氣柱共鳴法，探討不同振動頻率木條的共鳴管長度，並找出影響共鳴管長度的因素。最後，綜合我們的研究成果，完成一具高準確、響度足夠的木製打擊樂器。

鐵鏽蝕過程一般視為是無用的電池（電化學），若我們能將這化學能轉變為電能再轉變為熱能加以利用，是科學展覽作品中的一新研究領域；況且高中化學（三）鐵鏽蝕實驗，僅定性驗證鐵鏽蝕陰、陽極產物及酸性物加速鏽蝕的變因而已；在歷屆高、國中科展作品中也沒有出現量化的資料。囚此，本研究希望從鐵鏽蝕暨常見金屬腐蝕動力與熱力的問題著手於量化方面的探討。 在應用方面，若能提高鐵鏽蝕過程的發熱速率，降低材料成本，化腐朽為神奇，將這些自發性的金屬腐蝕有效的利用，在創造能源並兼顧環保概念的實驗設計中，為維護地球資源盡心力，這些就是我們的研究動機。

某日我看到學校旁邊的高架橋之時，忽然想起了中國古代的拱橋，想到古代的科技並不是很好，而其所能承載的重量卻也不見得比現在的橋差，所以我開始想到一橋的型狀是否會影響到它所能支撐的最大力量？如果不會的話，那中國的老祖先又為何要把橋做成彎曲的型狀呢？那如果會的話，它的曲率半徑和它所能支撐的最大力量之間又有什麼樣關係呢？所以我開始進行這個實驗。