高中組

本實驗主要探討水滴自由落體的過程，首先我們嘗試設計不同方法測量自由落體水滴速度，並試著改進設計實驗，以達較理想結果。我們發現水滴落下加速度穩定但逐漸變小，但落下距離超過一公尺後，加速度變動大，針對此點，我們進一步研究。我們以直接照相的方式，探究水滴形變，看一看形變的過程，發現有規律性，並對距離的規律性與時間的規律性做探討；發現形變果然影響加速度。我們並翻查理論資料，嘗試解釋實驗並比對異同。我們模擬水滴振動做研究，比較結果，再嘗試在水滴中加入界面活性劑降低表面張力，研究表面張力的影響。我們考慮水滴 “形變比率” = 橢圓水滴垂直長度/水平寬度，發現以形變比分析水滴確實能發現更多水滴特性，真是一有趣的發現。最後我們提出實驗改進的方向，並對實驗過程一些疑點，嘗試研究發現。

高山症，是一種因處在低壓缺氧的高山環境裡，使得動脈血中含氧量降低所引發的多種不適症狀，而西藏藏藥「紅景天」被認為可以緩和高山症的症狀。紅景天是景天科紅景天屬(RhodiolaL.)的多年生草本植物，主要分布在海拔3500~5000公尺左右的高寒地帶。紅景天屬的植物種類繁多，而其化學成分也有所差異。根據研究指出，有多種紅景天屬的植物具有多種療效，其中「抗缺氧」的藥效，可能成為未來對抗高山症的重要藥物之一。我們的實驗主要研究紅景天藥物在細胞層級上的影響，藉由處理過紅景天藥物的HepG2肝癌細胞之蛋白質分泌量改變，探討紅景天對於高山症治療的可能影響。我們發現HepG2細胞經過高濃度紅景天藥物處理後，會產生死亡的現象，並非坊間所普遍認為的無毒、可大量服用。但在適當濃度下，的確可以觀察到transferrin及albumin分泌量隨著藥物濃度的增加而上升，且在缺氧的環境下，transferrin仍維持此差異，但albumin在缺氧環境下的差異並不明顯，所以albumin在細胞調控缺氧這方面的功能仍有待進一步的查證。

彩虹人生的研究，主要是為了照顧身心障礙者與老人在交通上的安全，原本想在柺杖上加貼反光貼紙，不過發現反光貼紙須有燈光照射才會反射，而照射到才反射的速度過慢，會讓開車的人及機車騎士來不及反應，所以我們改用LED，讓LED自動閃爍，這樣可以讓開車的人及機車騎士提早發現前方行人，讓身心障礙者及老人在行走時更加安全，而我們第一個燈用的是七彩燈，原因是可以帶動後面燈泡的震盪效果，有了一閃一閃的警示，提醒駕駛人及機車騎士的效果會加倍。起初設計要用IC「NE555」來帶動LED的震盪，外加半調式可變電阻「SVR」可以調整速度與亮度、不過我們意外發現，七彩LED原本就會閃爍，到電子街詢問，更發現到有各種不同的閃爍速度，加上七彩LED可以節省許多空間，所以我們得到共識，以七彩LED並聯後面的LED帶動震盪，取代了原先要以IC「NE555」帶動震盪的位置。

描述未來時空的科幻電影中，人類從來不帶鑰匙、卡片等額外提供機器辨識身分的工具，只要站在門前，機器就會很智慧的反應出是誰要進入，然後決定是否讓行。這種系統是透過在人類身上一些天生的特徵作為鑰匙，例如：臉、指紋、視網膜、腦波等。本次研究就是要實作用「人臉」來開門的「人臉門禁系統」。其實其他公司已有已量產化的人臉門禁系統，但是卻不普及，其中很大的原因就是「造價不斐」。但是其實此系統需要的設備很簡單，如果能大大降低此系統的造價，可以普及的裝設此系統在許多地方。這次科展所開發的系統經過測試之後，數據顯示辨識成功率最高有96.43%。算是一個還不錯的數據，而且造價降低許多，說不定以後出門不用帶鑰匙不再是個夢。

近十幾年因為工業化後，河川及海洋常遭受工廠排放的廢水所污染，因此本實驗擬將奈米光觸媒照射紫外光後會產生氫氧自由基(OH‧)攻擊（氧化）有機物的特性應用於染整業廢水之脫色及曠化處理上。研究中採用染整業者常用的黑色偶氮性染料(Reactive Black 5)作為模擬染整業的廢水；光觸媒反應器中的奈米二氧化鈦(TiO2)光觸媒則採用台灣光觸媒公司所生產的光觸媒水溶液；照光方面則選用波長最接近可見光的UV-A(365nm)的燈管來模擬太陽光。實驗結果顯示在酸性環境下的處理效果較中性及鹼性佳，在pH=3 時，總有機碳（TOC）移除率可達到80%，且色度移除率接近100%。

每當經過加油站時常可看到機車、汽車大排長龍等待加油，尤其尖峰時間常因人員不足而浪費顧客的時間，而有些顧客總是對加入油箱的油量起懷疑，而產生了不少衝突，循其其原因在於加油人員操縱易失公正，產生敝端，因此研究了此一自動加油站以代之。

在以下所提到的泡膜，皆只討論由相同液體所構成，且泡泡以不同大小兩兩接合。當泡泡互相接合時，因為表面張力與泡泡內外壓力差的關係，會慢慢移動至最穩定的狀態，我們由兩個泡泡結合時的Plateau結構理論，嘗試去推論三個泡泡相接達穩定時的結構公式，發現此結構公式符合孟氏定理的圖形，再由這個理論架構去推導四個泡泡相接情形達穩定後的結構之公式，發現也符合孟氏定理，再延伸討論n個泡泡時的可能狀態。

本研究以綠能概念出發，嘗試將各類富含纖維素的廢棄物先行回收，經水解處理產生葡萄糖，再以葡萄糖為養分供應微生物繁殖。微生物分解葡萄糖之機制為氧化還原反應，經由電池裝置而產生電流，順利完成廢棄物轉換為能源的目的。在水解條件中，硫酸水解效果較鹽酸佳，硫酸水解效果為8M>9M>10M>11M；而就葡萄糖產量而言，木屑相較於舊棉質品、白紙產量較低，而在30~40分鐘是三者之最佳水解時間。比較白紙及舊棉質品葡萄糖產量，舊棉質品和白紙平均濃度約相等。最初所設計的第一代微生物電池，所產生之最大電壓可高達60mV，且持續放電時間長達5小時；而改良第二代燃料電池所得其最大電壓為125mV，且電壓在100mV以上持續時間72小時，十分穩定。本研究藉由廢棄物水解所產生之葡萄糖而供應微生物發電，是綠能觀念的延伸，應用上的創新，希望往後再改良、測試電池裝置，持續提高電壓及發電時間，製作出未來的替代能源。

從小到大似乎常聽到大人們“告誡”我們“吃蕃薯會放屁”！又在童話故事中，看到那位皇后因為不小心在國宴時放了一個屁而被趕出皇宮的悲慘遭遇，又使我小小心靈曾經耿耿於懷！這引發了我對其造成原因的研究興趣，那真的是她自己的錯嗎？ \r \r 經過多方蒐集資料的結果，吾人發現，其實這大都是因為生長在人體腸內的腸內菌所造成的。這些腸內菌叢中，有部分是具有產氣功能的菌種，例如：腸產氣桿菌(Enterobacter)、E-coli及PV（普通變形桿菌）、Citrobacter、Klebsiella、Serratia等，由於我們的食物中，有部分可使得這些菌種在其利用這些成分後產生氣體，而氣體在聚集一定的量以後便會從腸道排出，也就是所謂的『放屁』！ \r

本文主要是將生活中玩撲克牌時分兩堆的洗牌程序，抽象化為將n 張牌等份為m 堆，探討至少需要幾次「向下洗牌」才能回覆到原來次序。在處理過程中，我們先利用電腦以歸納原則觀察後，發現與整數系中的餘數有密切的關係。於是利用整數系中最基本的性質：長除法原理及多項式的因式分解著手。當我們從n 的標準分解式作分類討論時，發現以2 為質因數的n 的相關問題，如當n=22p 時(p 為質數)，則將牌等分成堆數不同，要回復到原來次序的「向下洗牌」，所需的最少次數就會不一樣。而當n=23p 時，所需的最少次數則又似會都一樣。就我們目前所學，尚無能力解決這類問題。故僅考慮牌數n=ab 及 n=ab+1(a,b 為正整數)兩種情形。為方便計，我們也利用模的符號及一些簡單性質。