高中組

閃電在陸地和海洋何者較多？在高山或平地何者較多？我們希望藉著這個研究，為自己，也為想知道的人，提供一些可能的答案！

本實驗以檸檬電池為出發點，首先比較不同電解液(檸檬汁、檸檬酸、鹽酸、磷酸)之電位大小，並導入能士特方程式(Nernst-equation)比較各電解液n值與理論n值的差異。接著探討控制不同變因對電池電位的影響，藉由上述之變因，求得其電流(I)、電位(V)及電阻(R)。進一步由電位(V)對電流(I)作圖，找出偏離線性關係的極化現象，並探討極化產生的因素。統整和分析上述之數據和原因，我們找出檸檬電池和模擬電池之各變因的最佳數值，並設計一組自製模擬電池。由上述實驗結果，我們發現電池的電位大小會隨電極種類、電極的距離、電解液的pH值、電解液的攪拌及溫度等因素而變。而n值亦會隨不同種類的電解液及溶液之[H+]濃度而變。 經由本篇報告的研究結果，可以提供一個新電池開發的方向。例如：(1)如何有效的提高電池的電位值 (2)改善電池電位的變因，進一步應用到日常生活用品中，如照明或是MP3播放器…等，是此研究最大的意義。

在平面上給一個正△ABC，若P為△ABC外接圓上的點，則三線段 中，最長為較短兩段之和，這個性質稱為van Schooten 定理，可以視為托勒密定理的一個推論。我們將正△ABC的條件改為等腰三角形，研究在此條件下，使van Schooten 定理成立時P點的軌跡問題。在本文中，利用解析法，我們找出P點的軌跡圖形Γ。我們對於圖形Γ上的一些特別點的尺規作圖感到興趣，也得到一些有意思的結果；藉由研究這些特別點的尺規作圖，我們發現軌跡圖形Γ的一個性質，敘述如下：設 AB=AC，G是△ABC的重心，G’是G關於BC直線的對稱點，若D是直線BC上的任一點，若P、Q兩點在AD直線上且滿足 PA=PB+PC、QA=QB+QC ，且H是PQ 中點，則有G'H⊥PQ的性質。此外，我們也利用尺規作圖作出上述P、Q兩點。

數學競試中有個問題：單位圓 0 的半圓內，三個切圓，如右圖，則三個切圓之半徑各多少：這個問題引起我深入探討圓內二個及三個，任意不相割的圓，面積有多大的興趣。

本實驗主要探討葉面對氣流的影響，實驗一採集多種不同葉子，裁成1cm寬垂直插入泡膜，以「流場可視性」–流動泡膜取代氣流，觀察其邊界層分離距離，並與塑膠、砂紙相同規格比較，分析各種葉子對擾流的關係。發現有分離程度差異，猜測表皮毛為影響葉子周圍流場的因素。為了得知表皮毛對流場互動行為，在實驗二中，將模擬的表皮毛模型放入風洞裡，以紅墨水及線香來標記氣流，發現模擬表皮毛的原子筆間，若距離取得適當，則受到得阻力較小。實驗一為二維流場的肥皂膜，便於記錄數據，實驗二為三維流場的風洞，以得知流場在表皮毛間互動情形。綜合以上，表皮毛的密度在一定數值時，能達到穩定氣流的效果，未來將應用在流體力學或航太等相關科技上。

在酸鹼滴定反應中，我們經常利用指示劑的顏色變化來決定滴定終點，不同類型的酸鹼滴定，必須選用不同變色範圍的指示劑。雖然我們可以用肉眼判斷顏色的變化，進而求得指示劑大約的pKa 值，但誤差可能會很大。在本次研究中，我們利用光度計儀與pH 儀，針對指示劑在不同pH 值時，與某特定波長的吸收度變化關係，來正確求得其pKa 值，並得知指示劑在變色過程中所轉移出的氫離子數目。同時，我們亦針對課本中所描述的天然指示劑1,2（紫色甘藍菜、玫瑰花、老薑汁、波斯菊）去研究其變色特性。

本科展作品，可說是將科學知識應用在探討飛行的一項研究。在活動研究過程中，我們不但對飛機的浮升能力產生興趣，除了能飛之外，並訂定一個目標，希望能將飛機的飛行距離，藉由適當的浮力（柏努力）設計，達到飛行更遠。為達到這個目的，我們在許多次的資料收集與實驗討論中，決定從（一）風的來源、風洞的製作、倒流板（穩定風的方向）、風洞的觀察等著手研究；（二）機翼的柏努力曲線：曲線高度、最高點位置、寬度、長度一直發展出最佳的機翼曲線。在實驗過程中，我們發現，飛機本身就是一個複雜的科學問題，因此我們除了考量上述因素（風洞、穩定風向、機翼曲線）之外，也將飛機的重心、升力中心為實驗操控變因，併入實驗來討論，最後整理出我們的數據與結論。這個作品不僅探討飛機浮升能力的各種變因，也希望能提供給對飛行問題及相關討論有興趣的朋友們一點小小的助益和參考。我們未來也將秉持著飛行的精神，永不退縮，繼續對相關問題做討與研究。

本實驗利用電池、電線、LED組成一簡單的迴路，並在迴路中連接一底片盒，底片盒中放置鋁箔球。利用點火槍，可以使電路由原先的斷路變成通路。改變底片盒中鋁箔球的數量、大小、並嘗試不同的金屬材料，研究點火槍與電路兩者之間的關係，希望能找出點火槍遠端搖控電路之秘密。

曾看過沙漏中沙子有卡住的情形，這時我們通常要拍一拍沙漏才能使它繼續滑落；但水流過漏斗時卻毫無卡住的跡象，於是令我們想到流體對於流過的口徑，是否應有一定的比例，才不會有阻塞的現象？而在相對於流體顆粒的方面——材質，是否也有這樣影響流動的因素存在？\r 另外，工業上所用的水管常因堵塞而發生危險，所以工廠經常使用極大的水管，無疑地，愈大口徑愈不容易堵住，但使用大水管成本較高，因而我們想要知道能否找出既節省材料，又不會阻塞的情況。\r 在實驗當中，我們在流體的末端發現到類似彎月狀的形狀出現，我們對於「彎月形」的形狀做了如拋物線、雙曲線或凹折線等的假設；對此我們也嘗試找出：流體在各個界面條件之下，與所產生的「彎月形」幾何圖形性質（如拋物線、雙曲線的曲率大小或直線的斜率大小）之間是否有無線性關係存在。以上的假設，或許能讓我們更清楚的了解，「彎月形」的出現，與我們討論的開口大小、邊界性質是否也有互相影響的因素存在？\r

消長，是一種隨時間改變的現象，所以可以在野外中看到不同消長階段的群集結構。根據消長的定義，一個區域的優勢種會隨時間而改變，最後形成顛峰群集，不過，我們並沒有在校園中看到這種情形，所以推測有自然因素或人為影響，而使消長重來，若是干擾太頻繁，就會一直停留在消長初期。而校園是一種人為干擾度極高的環境，在這樣的環境下，群集的組成就代表一種停留在消長早期的特性。黃鵪菜是在校園野草的優勢種，所以我們檢測它們種子產量、傳播力、萌發率、抑制作用、土壤喜好，以分析它在校園中佔優勢的原因，發現到黃鵪菜符合消長前期植物的特徵。