高中組

法國科學家Descartes曾經計算推導數千條光線在水滴中的行徑，得出虹在偏向角138°處及霓在偏向角231°處，出射光最強。然而卻沒有人真正的以實驗來驗證他的計算推論。因此，我們便想設計一些實驗來驗證他的計算推論。

本次實驗是為了探討黑棘蟻在回窩的過程中如何判斷正確的方向。我們分別以黑棘蟻的行進路徑、窩的訊號以及光線的影響為探討方向，藉由紙製軌道訂定適度的行動範圍，統計其回窩所需時間，加以量化比較，以推測影響黑棘蟻行為的原因。經由實驗結果可得知：光線的因素在黑棘蟻判斷窩的方向中具有極大的影響力。

高一時，某次交理化作業─繪製電力線與磁力線圖。因而對此種不可見之力線的產生好奇，由於徒手繪製難以精確，乃構思如何得藉電腦之協助，具體而精確地描繪之，並將之落實於自然現象之解釋。

（一）問題：推銷員要將每戶人家都訪問到，但為了節省時間及精力，每戶人家必不重複走到！是否每次出門訪問時，都可找到一條「推銷員路線」？對於不同點數、不同線路連節方式的圖形，要如何輕易地分辨是否有推銷員路線？（二）解決過程：以 0、1 為字元，由數個 0、1 組成字串，將圖形中每個點用字串表示，例如： 以二字元表示四個點 00、01、11、10若路線為 00 01 11 10，則可用「記憶輪」0011 表示，記憶輪中尾數後一字元「0」與首數前一字元「0」是可連接起來的，此路線即為推銷員路線。當然圖形中的點要用字串標示，需要多次嘗試！而四個點以上就必需要用三字原來表示?例如：七個點 001、011、111、110、101、010、100若路線為 001 011 111 110 101 010 100，且首尾可接的起來，則可用「記憶輪」0011101 表示，記憶輪中尾數後兩字元「00」與首數前兩字元「00」是可連接起來的，此路線即為推銷員路線。經過多次嘗試、推論並驗證後得到：圖形若有推銷員路線，其路線必可用記憶輪來表示（三）結果：1. 我們利用簡化圖形來標點，並利用記憶輪，可使得在較難看出是否有推銷員路線的圖形中，較快找到通路、來判斷其是否有通路。2.雖然過程中有一些簡單圖形很容易就可以看出是否有推銷員路線，但利用記憶輪的方式來討論，可以幫助我們在面對更複雜的圖形時，能夠將其推廣進而解決問題。3.有時找到的通路雖然無法表示成記憶輪，但它確實是條推銷員路線，亦符合當初我們的目的。對推銷員而言，如此則可判別圖形是否有推銷員路線，若有，則路線為何。

一、找出空氣分子的密度(在一定空間內所含有的空氣分子)與布朗運動(空氣分子撞擊的情形)的關係。二、比對『用花粉粒但無頭髮固定』和『用頭髮固定的 PV 鏡片』此兩者之間的晃動到底有何差異。三、在不同的溫度、氣體、壓力等環境下布朗運動的差別。

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。

全像攝影（Holography），是運用光波干涉性質，來呈現物體影像。干涉是波基本性質因此我們嘗試改以水波當波源，經過全像攝影相同過程來呈現物體影像。 我們將訊號產生器產生訊號一分為二，一個接到振動器產生水波，用光感測器接收相當於全像攝影物體波，另一個訊號直接以電壓感測器測量作為一虛擬平面參考波，將兩數值相加模擬物體波與參考波干涉，得到一數位化水波全像片。然後以程式計算虛擬平面參考波通過水波全像片，全像片上各個點波源相互干涉結果，成功將影像重建出來。然後討論影響影像重建變因、鑑別率，最後我們將不同位置物體影像一層一層顯示達成斷層掃瞄效果。水波全像法是我們自行獨力發展出來，以關鍵字搜尋並沒有發現類似實驗。

水由省水龍頭的出口流出時，會形成簾狀的水膜。流量較小的時候，水膜散開一小段距離，受重力及表面張力作用，會縮聚在一起，再散開成水滴。流量較大時，不會縮聚在一起，經一段距離後，直接形成水滴。在水龍頭下方置放一水平板，水膜撞到水平板後，水膜流速突然減慢，使膜內的中空處壓力變大，平板上的水面上升，且有規律的上下跳動，稱之為跳舞的源泉。改變水的流速、出水口到水平板的距離以及水的表面張力都會改變水平板上水面上升的高度。我們實驗探討流速、出水口到水平板距離及表面張力對水面上升高度的影響。

每逢冬天寒流來襲、氣溫大幅下降之際，一氧化碳中毒事件總是在新聞媒體上頻傳。雖然目前市面上已經有許多的一氧化碳警報器，但一氧化碳中毒事件在新聞報紙上的篇幅卻不曾遞減，所以我們想要設計出一套擁有新功能的一氧化碳偵測器，來杜絕此類的悲劇。本系統是由一氧化碳感測器與微電腦控制電路，統稱中控電路，加上通風系統以及警報與操控電路結合而成，將一氧化碳偵測器感測的結果傳至中控電路，若一氧化碳濃度過高時中控電路接收到訊號後，就會自動開啟通風設備，利用窗戶的開啟加上排風機快速排除屋內的一氧化碳，大幅減少一氧化碳滯留於屋內的時間，排除人們因為吸入過多一氧化碳而中毒死亡的機會。 因本系統的防護機構是全自動作用，所以能排除各種不預期人為失誤而造成系統失效，做到全方位保護的作用。根據實驗本系統能在半分鐘內排除一氧化碳，效果良好，確實能避免一氧化碳中毒，固本系統能全面杜絕所有一氧化碳中毒事件。

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。