高中組

在高中的化學實驗中，有許多實驗設計是以肉眼觀察，常因個人辨識力的差別產生誤差。本實驗利用光敏電阻，連結數位電表與電源，自行製作了一個觀察溶液濃度的裝置，應用在許多高中化學實驗上： (一)化學反應速率實驗，以自製的濃度測量工具，測量硫沉澱一定量所經過的時間，可輕易判斷出反應速率與硫代硫酸鈉的濃度成一級反應、與鹽酸濃度成零級反應；(二)酸鹼滴定實驗，當溶液變色的時候，自製濃度觀測工具的電流會有明顯變化，以電腦紀錄反應過程，繪出電流－時間關係圖，當電流迅速下降時，即為滴定終點。依此方式可以讓機器自動滴定，不必擔心滴定過量的問題；(三)氧化還原滴定實驗，如同前述的酸鹼滴定，依電流讀?發生明顯變化時判斷滴定終點，未來可以應用在設計自動滴定計；(四)平衡常數的測定實驗，當溶液的透光度相等時，觀測到的電流值應該也會相等，由機器判的結果使得實驗結果的精確度提高甚多。

在科展報告上看到落地生根的葉子要離開植物體才能發芽，引起我們懷疑，我們實驗的目的在控制各種環境，希望找出使落地生根植株未離體葉子的葉緣發芽的條件，我們做了有無不定根系、亮暗、泡水或插水、還有是否去頂芽等條件，發現無根系、整株泡水、照光、去頂芽的處理方式可以使落地生根的芽有最高的發芽率和平均長度最長的根，推翻了葉子要離開植物體，產生癒傷激素促進發芽的假說，我們也從以上這些實驗發現植物激素似乎扮演了很重要的角色，並且深入研究。

甜蜜來『靛』實驗俗稱振盪紅綠燈，是以氧氣作為氧化劑、葡萄糖為還原劑，使靛胭脂溶液在鹼性環境中因為氧化及還原產生不同顏色變化的可逆反應。我們發現葡萄糖濃度及溶液pH值會直接影響反應速率，其速率定律式為：R還原 = k[IC]0[C6H12O6]1 [OH－]1；若是振盪反應停止，可添加新鮮靛胭脂使其再生。此外，不同種類的還原劑會使此反應產生不同顏色，如還原力強的乙醛、丙醛會使溶液呈現橙色而不再變化。利用此振盪反應作為示範實驗的最佳化條件為：1.2%C6H12O6(aq)、0.5M NaOH (aq)的溶液50 mL，加入2.0 mL、1.0%靛胭脂溶液，第1次振盪時間約12~15分鐘，第2次循環開始其速率會增快，時間約縮短至5~8分鐘。

本研究以濾藍光鏡片為研究主軸；測量各色光在不同鏡片下的光譜以及光強度是否有所變化，利用「imageJ」分析手機為光源的光譜中各波長的強度以及光譜顏色的飽和度和在濾藍光鏡片下波長強度的變化。利用「DataStudio」和「光感應器」記錄三原色LED經濾藍光鏡片、一般鏡片與無鏡片情況下的光強度差異，計算兩種濾藍光鏡片及一般鏡片的穿透率。研究結果顯示濾藍光鏡片是將光線的穿透率降低，尤其是藍光的穿透率降低最多，證明濾藍光鏡片確實有「濾藍光」的效果，而紅光的穿透率增加可能是因鏡片鍍膜的材質所造成的。

排列組合的題型有千千萬萬種，其中就屬一筆畫問題為最有趣的了！在學排列組合時，老師曾經提到一筆畫走法數的算法。我們看著這麼多種類的圖形，心中頓時產生了一股強烈的慾望想要去研究它。於是，我們就挑了一些圖形來算看看，有的像〈圖一〉：走法數須討論到各系統間的組合數──來回走法。 接著，我們便想到如果將圖形改成其他的連接方法又會如何呢？ 一開始，我們基於好奇的心態畫畫寫寫的作了一些圖形，沒想到幾個出乎意料的答案竟然引領我們走向更深入的研究。

蜚蠊，俗名蟑螂，為惡名昭彰的室內害蟲之一其分布之廣、繁殖力之強、生命力之韌更是為人所週知”欲做底擊敗蟑螂，唯有從瞭解蟑螂入手，尋求其生活史中最弱之一環，予以無情之打擊，方能在「人 ─ 蟑螂」大戰中贏取絕對的勝利，本實驗正本此而產生。

從教材中，我們待知固體間有摩擦阻力，而液體於流動中亦有內部阻力，其大小是否與物質種類、溫度、濃度等因素有關呢？有何關係式呢？這些問題引起我們探討的興趣。故作此實驗，以得其結論。

我們利用化學課本介紹的反應方程式，設計製造及收集乙烯的方法。再依化學課本所列會與乙烯反應的物質如過錳酸鉀等，加上有吸附作用的活性炭等物質，測試其吸收乙烯的能力。結果以活性炭及過錳酸鉀水溶液效果最好。因此選擇這兩種製作乙烯吸收劑，我們由實際測試，證實切的蘋果會釋放乙烯，且只要極微量的乙烯就對植物有重大影響。我們的實驗結果顯示，應用自製的乙烯吸收劑，配合嚴密的攔阻設計，可有效減弱乙烯對植物的影響，若控制得當，可進一步影響綠豆芽的長短與粗細，也能有效操控綠色香蕉的成熟速率。

我們知道，平面上任意一個三角形若要找出具有最小周長的內接三角形，條件是此三角形為一銳角三角形。說明如下：設有一△ ABC ，利用光的反射定律─入射角等於反射角，將 △ ABC 的內接 △ DEF 之周長 ED + EF + DF 改為 ED + DF'+ F'E'=EE〞 ，因 ED + EF + DF = EE〞成一線段，故確為最小周長(因在 △ ABC 內作另一內接 △ ，其周長張成一折線)。圖中：α＋β＋ γ = △ DEF 外角和之半二，α＝ -(β＋ γ) ＝∠A ，若∠A≧90°，則∠BDF ＋∠CDE = 2 ∠A ≧ 180°，故只有在銳角三角形中才具有最小周長 △ DEF 。而此時過 F 作AB之垂線因∠EFA =∠BFD ，故平分∠ EFD 而與AC、BC交於 C 即 △ DEF 之旁心，所以CF為 △ ABC 在AB上的高，同理AD、BE亦是。故我們知道最小周長 △ 即為垂足三角形。（以上出自參考資料）然而，為了將在三直線上各取一點連成最小周長三角形的情形推廣到空問中，上述平面的性質無法繼續沿用，所以有必要發展另一套方法來處理這個尋找最小周長三角形的問題。

(一)由兩個問題談起：問題一：有一自然數，被 3 除之餘 2 ，被 5 除之餘 3 ，被 7 除之餘 2 , 則滿足條件之嬝小自然數為何？問題二：有一多項函數其次數至多為 3 ，而其圖形含有下列四點， (-1 , 2 ) , ( 0 , 0 ) , ( 1 ，-2 ) , ( 2 , 2 ) ，則此多項函數為何？