高中組

透過自製的活動場及各類實驗，我們觀察並分析螞蟻的覓食行為及其路徑，證明螞蟻經過不同行走速率的介質時，路徑會產生近似光線折射的偏折角度。又與前人研究不同的是，我們不僅分析路徑的偏折現象、產生偏折的條件，更探討螞蟻路徑的形成過程與變化。研究發現其演變除了與費洛蒙有關，更會受到個體及族群經驗影響，顯現族群智慧的累積對社會性昆蟲的重要性。我們歸納出螞蟻覓食路徑從搜索，產生雛形，修正到定型的進程，並推論螞蟻會為了達到族群最大利益而做出最佳選擇。研究不僅窺察到螞蟻的覓食策略及族群內的合作，更結合了物理與生物現象。除了能用以探討生物的決策與群體行為，更期待能將模型發展成新的生物分析方法，具應用及發展價值。

本實驗利用參考文獻中色素增感型太陽能電池的製作方法，將其中色素之變因去除，以建立簡易的太陽能電池。實驗分為前置實驗與主要實驗： 一、前置實驗： 在烘烤方面討論：有烘烤的比沒烘烤的好。在電解液方面討論：電池滴入水比完全不注入的電池電壓為佳，電池加入電解液後電壓比滴入水的電池為佳，固定NaI：I2 比例時，兩者濃度愈稀薄愈佳；固定I2\r 濃度時，NaI：I2 的比例愈大愈佳；測量面為有烘烤面(反面)的電壓較高。 二、主要實驗： \r 以前置實驗中的最佳實驗結果作為探討二氧化鈦漿糊的基礎：實驗範圍內，漿糊濃度125 ％最佳，二氧化鈦漿糊放置時間愈長愈好。由實驗結果得知，平均電壓與水分關係密切。

視覺是動物辨識同伴時所運用的重要感官。然而，在自然光照下，人類無法由翅膀外觀來分辨大白斑蝶成蟲的性別。於是我們設計一系列的實驗來探討雄大白斑蝶之視覺與辨識同種雌蝶的行為。結果發現雄大白斑蝶可以看見亮度很低的光源，且對於UVA紫外光有明顯的偏好。當我們隔絕同種雌蝶標本的氣味時，雄蝶仍可以利用視覺辨識出雌蝶；但若將隔絕氣味之雌蝶標本放置於無光線的位置時，雄蝶便無法辨識。除此之外，在不同波長光源之間，雄大白斑蝶對於UVA紫外光照射下之雌蝶最為偏好；且在UVA紫外光的照射下，雌雄大白斑蝶所反射出的光線不同。本研究顯示視覺是雄大白斑蝶在近距離辨識同種雌蝶時所運用的重要感官，而UVA紫外光則是其所利用的光波。

攝影大師郎靜山曾說：「顯微攝影與天文攝影為科學攝影之一環，需要特殊設備與技術。」(12)，但是本研究的結論，是使顯微攝影變得十分簡易。本研究使用簡易型數位相機，在不需添購任何昂貴的設備或配件下，外加一個自製的紙套筒，結合普通的光學顯微鏡，來達到顯微攝影之目的。

由文獻記載得知，奈米半導體材料在遭受環境刺激時，例如氣體或溫度的改變，會產生導電能力的變化，而且若在極性的奈米材料中添加其他非極性材質，其變化或許會更顯著，因此我們認為，奈米材料可以擔任氣體感測器的關鍵素材。爾後從超微導體材料的書籍與老師的資料分享得知，二氧化錫(SnO2)奈米材料很適合擔任氣體感測器，於是我們將SnO2奈米材料與其他有機膠體，如：幾丁質，混合，之後燒結在玻璃基板上，組裝入針筒，製成氣體感測器，並進行通過氣體對電阻乃至電壓改變的測試。經過實驗，發現感測器對電阻改變的確有明顯的響應，再經圖表的比對分析後，大致可指出反應性好的感測器之樣貌。但實驗仍有力求完善與精確的空間，以避免誤差對結果的影響。接下來也繼續進行新層面的開發，期待更完善的研究結果。

「水」在生活中扮演重要的角色，細小的液滴可廣泛應用於醫學、工業和實驗室中。我們嘗試改變水層厚度（水層厚度與水珠直徑之比值介於 0~3.5 間），並控制影響水滴擴散的因素，例如：水珠大小、撞擊速度、表面張力等，藉由高速攝影機拍攝水滴撞擊玻璃表面和薄水層的情形，再利用數學及運動學原理推導公式，對水珠擴散直徑與時間分別取常用對數，得方程式：log（擴散直徑）= n log（時間） + k，係數 n 可作為比較水珠直徑擴散速率之基準。得以下結論：一、 水珠擴散速率：乾玻璃表面 1)時，可分為三個階段，每個階段的ｎ?越來越大，表水珠擴散速率越來越快。

因為我們本身對幾何比較有興趣，加上我們在一年級寒假，曾經接受過學長指導，其中一部份是有關於費馬點，而學長當時教導我們的只有一些較基本三角形的費馬點，而學長又告訴我們說這可以應用於節省材料方面和日常生活中，於是我們決定從這方面探討看看，後來我們從上網或圖書館找資料，和從歷屆科展作品中找到有關這方面的著作，後來我們覺得這個題目可以試試，所以就決定從這方面著手研究研究。

本次研究的目的，是藉由數據，循序找出存在於「2 的指數值」(即：2n 乘開後的值。本次研究中的數據，皆以變數Kn 表之，其目的與定義，詳見伍之一)中，出現在同一位數的數字循環與和其他位數之間的關係。從一變數Kn 中，確認其個位數有數字循環的現象開始出發，循序找出其十位數、百位數之間所存在的數字循環。之後，作者試著根據數據，先行猜測其公式，並以數學歸納法證明其公式成立。爾後，發現「3 的指數值」亦與「2 的指數值」有相似之處，亦是循上述手續證之。

本研究是探討聲音、片堆、共鳴管條件對熱聲致冷效果的影響。 在聲音方面，各管長均有對應的最佳頻率且管徑越大管長越長，最佳頻率將越低；聲音輸出功率越大，致冷效果越佳；片堆方面，在固定熱端氣室長度下，孔徑與片堆長度會有最佳值，以達到最佳致冷效果。另外，片堆有效孔隙越多越好，共鳴管以散熱性好的金屬塞封口且表面積越大越好。並用LabView軟體及NI 16-Ch USB Thermocouple Measurement Device來自動化測量共鳴管內16個位置的溫度，以了解管內溫度分布隨時間變化情形，發現啞鈴型片堆的效果優於整條7.0cm之片堆。 本實驗取得的最佳參數為聲音頻率179.6Hz、喇叭驅動電壓 11.28V、共鳴管徑3.9cm、管長44.0cm、長度7.0cm的瓦楞紙片堆、熱堆氣室長度5.0cm，降溫能力可低於環境溫度7.44℃，效果遠優於歷屆科展研究。

本研究利用2009年十二月十四日晚間所拍攝的流星雨照片，根據流星在天球座標所出現的位置，回推出此次流星雨的輻射點範圍中心約在赤經7.66h、赤緯+38.42°，輻射點分布範圍大約在赤經6.7h ~8.6h、赤緯＋32.8°~＋47.6°之間。 流星雨的輻射點不是一個精確的點，而是一個分散的範圍，雙子座流星雨輻射點的範圍赤經寬約30°、赤緯寬度約15°，範圍和流星雨來源彗星或小行星的運動軌道有關。 根據分析的記錄數據顯示影響輻射點判斷的偏差可能來自觀測者所在的位置、所拍攝的區域、流星軌跡判斷的方式、數學平面與球面計算所造成的誤差等，這些因素希望未來能夠仔細研究，加強記錄的精準度，以推測出更精確的流星雨位置來源。