國中組

電影「Three idiots」中，尿液觸電情節引起我們的興趣，尿在通電的湯匙上，真的會觸電嗎？人體電阻值差異很大，潮濕時電阻值會降低很多，增加觸電的危險。尿液電阻的個別差異也很大，但尿液柱長度愈長、愈細，則電阻愈大，而流動的尿液電阻變小。 DC110V時，尿液柱在3cm內電流達70mA以上；AC220V時，距離15cm以內可達到 10mA，皆能造成危險，而要達到這樣的電流值的條件與電極材質或溶液樣本均無明顯相關。尿液是否導致觸電的主因與「電極的距離」和「尿液柱是否分散」有關；當尿液柱集中無分散時，AC220V時，在10cm遠處可測得60mA以上的電流，而150cm遠處都還可以測得微小電流。電影情節中，尿液觸電真實發生機率很低，除非電壓極高，尿液柱集中且與通電湯匙距離很近，才有可能發生。

由於雲林地區超抽地下水引發地層下陷，導致高鐵橋墩與橋墩之間的差異沉陷日趨惡化。我們發現用Quake Catcher Network Live[1]軟體，可以將筆記型電腦中的加速度感測器所測量到的加速度值記錄下來。我們以直接搭乘高鐵的方式，利用商用筆記型電腦，記錄列車行進中的加速度值，並藉由加速度、速度、距離、時間之間的關係與定義，得到台灣高鐵橋墩差異沉陷的沉陷值，接著再以雲林縣已知的沉陷地區來驗證方法的可行性。結果發現，運用加速度感測器，來測量高鐵橋墩之間的差異沉陷是可行的。此外我們也將此方法應用於高鐵全程沿線的差異沉陷測量。總結研究結果，這個方法有利於迅速地測量高鐵橋墩的差異沉陷，不僅可以減少人力與資源，並可即時預警、減少政府的開支。相對於費時費工的傳統監測方法，新測量方法不只能夠測量橋墩的差異沉陷，同時也能反映出乘車者的感受。

由於非牛頓流體可能可以降低地震災害，故本組著手探討它的抗震應用。實驗(二)中的自製黏滯力測定儀，以自製磁浮軸承來降低摩擦力，並用光電式計時器測出黏滯力。可發現流體的黏滯力最大的為麥芽糖，最小的是食用油。實驗(四)所用的自製撞擊製震器是用斜坡上的滑車撞擊承載流體的滑車，以高速攝影機拍攝流體中的柱子的搖晃頻率，再分格分析影片。在實驗(五)中自製地震模擬器的移動平台是用輪胎驅動，且加上抽屜滑軌使其能左右晃動，並用網路攝影機由上拍攝，觀測平台上紅點的路徑，判斷對建築的破壞程度。經由自製地震模擬器的實驗結果，得知麥芽糖的避震效果最佳，玉米粉液次之，可以做為未來在抗震設計時的參考與應用。

Arithmetic 乃由 P.Elias所提出的壓縮理論，雖然其「理論壓縮率」頗高，但因所需之記憶體過多、速度太慢（因需大量計算），故難在早期電腦上實現，近期個人電腦速度大為提高，且記憶體尚稱足夠，但 ZIP 壓縮法和其他壓縮法（如 LZW , LZSS , ARJ 等）已提供不錯的壓縮率和多樣的功能，故鮮有 Arithmetic 壓縮法之綜跡 …… 偶在一書上見到此壓縮之理論，驚於其高壓縮之率與特殊的壓縮方法，故興「實作一番」之念，以解其「冰封」之憾 ……

凡作用於液體表面，使液體表面積縮小的力，稱為液體表面張力( liquid surface tension )，因液面上部蒸氣或空氣分子不如液體內之分子密，故內部分子力(inter molecular force ) 較大，使分子有走向液體內部的趨勢，因此液體表面常生面積縮小之張力。表面張力之測量，應在受檢液體與其自身所蒸發之蒸氣達到平衡狀態時，但Renard Ferguson 等氏之研究發視：受檢液體若為水或水溶液時，實驗誤差為0.2 % 左右，可忽略之。液體表面張力以dyne/cm、erg/cm2，兩單位表示，亦即顯示液體單位表面積所具有之能量，影響此值之因素以溫度，溶質為重要，但溶質涉及濃度，吾人一併列入研究範圍，由研究的結論得到溫度升高表面張力降低，又分子量大者，表面張力下降顯著，部分溶質能增加表面張力，經分析發現溶質的加入與陰、陽離子有關。

1993 年 7 月間（作者小學六年級時），閱及「有趣的人工智慧程式」中之 FOL （註 1 ）程式 FETCH ，深覺其功能之侷限與不足；因此有人工智慧及邏輯方面之興趣，故期能加以改進，做出具完備符號邏輯推論能力之程式。\r 惜當時程式設計能力未逮，故僅撰一程式架構（ LOGIC ) ，以處理三段論法規則（ Syllogisticorules ）之一種（註 2 ) ，經一年半之改進，並數度改寫其「推論機制」後，終於做出具「推論智慧」、接受多語混合輸入的「三段論法處理界面」〔 SAPI 〕 與「邏輯推論界面編譯器」〔 LPIC 〕 （註 3 ) ，並能處理多種不同邏輯關係之程式後，始達成原先期望之目標。\r 〔 SPAI 〕 即成，即以此報名參加校內科展。但因所學有限，致難有長足進步，常以為憾。及閱國外此類軟體之較新（ 1994 ）文獻，恍然大悟之餘，遂將〔 SAPI 〕之架構與功能擴充；因〔 SAPI 〕架構極「硬」（缺少彈性、擴充性），故未能改寫之處，撰一名為〔 IPAS 〕（註 4 ）之獨立軟性架構程式以實作之；除取截長補短之效外，更以電腦實作維根斯坦＜邏輯哲學論＞中之邏輯世界為期。

本實驗藉由製作泡泡氣壓計裝置來測量泡泡的表面張力，並透過最大泡壓法與簡易測量法等其他方式來檢視泡泡氣壓計的功能。並且利用泡泡氣壓計探討溶液濃度對泡泡表面張力的影響，並比較甘油與糖水對泡泡表面張力影響的差異。研究結果發現本實驗裝置對於泡泡表面張力的測試接近其他兩種方式所測得的數據，因此是為一種測量泡泡表面張力的方法。加入甘油與糖水後，均可使泡泡表面張力變大，並且延續泡泡的生命期。

發現水面上兩個肥皂泡靠近至一定距離時會加速快速互相靠近。這代表了此時肥皂泡必定有受力，才能產生加速度。經由資料分析及一連串的實驗排除了各種力量因素的影響，如：萬有引力、靜電力、分子間吸引力、凡德瓦力、外側的大氣壓力、白努利原理、…等等。最後找出造成此一現象的成因，就是馬拉高尼效應(MarangoniEffect)產生的馬拉高尼流的帶動，導致兩肥皂泡加速靠近。

經本研究發現影響水果電池發電效能的變因有電極種類、電極間距離、電極與電解質的接觸面積、電解質的成分與濃度、電極串聯與並聯方式等。利用數位式電錶測量水果電池的電壓與電流，分析得到主要結果如下：一、利用成本低、容易取得的鋅-銅作為電極，發電效能佳；二、電極間距離近，發電效能佳；三、電極與電解質的接觸面積大，發電效能佳；四、以70％檸檬汁與30％雙氧水比例作為電解質，可以有效提升電流；五、以並聯方式製作基本電極模組與改良式電極模組，可以大幅提昇水果電池的電流至數千倍。應用勁量水果電池可以使LED燈及數位式碼錶作用，並可成功驅動小型電動車與風扇馬達，在並聯了兩組改良式電極模組之後，更進一步成功點亮了鎢絲燈泡。

我們利用廢棄的光碟機、手機充電座與鋰電池，加上一些簡單的零組件、工具，在花費約100元的情況下，組裝完成一套腳踏車發電儲電裝置。這套裝置可用家用電源充電，也可用我們的腳踏車發電裝置充電，而鋰電池體積小、儲電量大、提供電流穩定又可重覆充電使用，減少一次電池的使用，省錢又環保。 腳踏車有了固定的電源後，就可對鋰電池充電或加裝方向燈、尾燈、喇叭．．．．。除了好用之外又能學以致用，並推廣環保概念都使我們很有成就感，希望我們這樣的觀念與做法能推廣、改良，經濟又環保，還可加入自己的創意，真是一舉數得！