國中組

在數學上，圓是有一定的軌跡及方程式表示，而直線也是一樣。但是如果將“同心圓族”與“平行線族”湊合在一起，便產生不同的“視覺感受”。例如我在科學月刊第六卷第 6 期中發現下列圖一、圖二。 當我發現此一現象時深感疑惑，並引證於其他同學，結果大家的感覺都相同，我才相信自己的眼睛沒有錯！只是不了解為什麼會有這種感覺。另外，當這兩片細密間距不同的圖案，稍作移動，便產生一種奇異的“疊紋”。至於其中的道理所在，引起我深人探討的興趣！？

本研究以生物學研究器材（立體顯微鏡）一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界；又以數學分析（碎形理論）計算金屬樹維度；再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。銀樹在不同介質（濾紙、洋菜凍）的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類，碎形維度1.77±0.17；銀樹似枯枝狀，維度1.65±0.04。顯微鏡下，紅褐色銅樹如珊瑚，銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀，則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式（平放、斜插、直插）而有差異。本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算，誤差很小，值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。

「自製雙頭垂直軸發電機」的最佳化設計探討過程，發現固定風速下，翼片寬度愈小不容易啟動，但轉速較快且輸出電壓較高，並容易達到LED燈泡發亮所需的電壓。接著進行水力發電的試驗，發現可利用製造飲用水時所排放的大量廢水沖擊發電機，產生夜間照明所需的電，達到水資源再利用的目的。將「好神拖」脫水機改裝成「好神發電機一號」，然後又進一步改裝屋頂排風扇為「好神發電機二號」，希望利用人力或是風力來發電。經過現有零件的改裝，能輕鬆產生十二伏特以上的電壓並對蓄電瓶充電，比起歷屆科展的作品，這是一個很大的突破，未來可應用在電動車行車時的電力回充。研究者發現，只用「用心觀察、勇於嘗試」，天馬行空的想法也是可以「風生水起、來電好神」。

有一天，爸爸在修理抽水馬達時，嗡……轟……一陣一陣，馬達轉動的聲音引起了我的好奇心，因此，在好奇心的驅使下 ，我輕輕地摸了一下馬達。唉呀！我觸電了，好麻呀！原來是馬達漏電了，此時我心中立刻產生了成千上萬的間題，而這些問題的答案，正等著我一一的解答。

地球自轉角速率大於月球公轉角速率，易使人認為月球本影在地表是由東向西運動。事實上，月球本影在地表是由西向東運動，而且月球本影在地表的線速率大於地球自轉的切線速率甚多。本研究以天體運動原理建構月球本影在地表之線速率的「簡易關係式」，並以NASA的資料驗證。研究發現：建構的「簡易關係式」能推算月球本影的地表線速率和地球自轉切線速率的關係，和NASA的數據比較，符合度達94.76﹪。此關係式具簡易、準確的特性，可解釋發生最大日全食時，月球本影的地表線速率大於地球自轉的切線速率；和月球本影由西至東穿越地表，以及月球由西至東掩蓋太陽之原因。

目的：自行設計組裝震動台和單擺來模擬101大樓和調諧質量阻尼器的振動模式；另以空瓶裝水取代單擺，以慣性定律驗證單擺的減振效應。方法與結果：自行定義震動台振動週期(TV)、連續30週期振幅衰減係數(m)、振幅衰減60% (90%)所需時間D60 (D90)--三項合稱「振動模式參數」用來評估減振效應。平推震動台振幅1、2、3公分對TV及m不造成影響；質量效應增加則TV、D60皆增加，m值變小。擺長1.5、3、4.5、6公分單擺固定於震動台上，結果以擺長3公分之TV最長、m較大、D60最短；進一步以保特空瓶裝水取代單擺互相比較，結果TV相近、m最大、且D90較短。結論：當單擺週期與震動台週期相近時，減振效應最佳！保特空瓶裝水振動時受慣性定律影響，可輔助說明單擺的減振效應。

實驗的重點在「一氧化碳的去除效果」上面，經實驗與分析數據，得到以下結論： 一、在含有CO的密閉空間中，放入2wt%的NaHCO3水溶液，CO的減少比例可達40％以上。 二、在 CO 含量較多的密閉空間中，2wt%的檸檬酸鈉水溶液去除CO 的比例可達47.41％。 三、檸檬原汁稀釋成 5wt%檸檬汁水溶液，在CO含量較多的密閉空間中去除CO的比例為 43.53％，效果較同屬酸性、濃度2wt%、5wt%及40wt%的CH3COOH水溶液好。四、在含有CO 的密閉空間中，放入酸度40 的純糯米醋，CO 的減少比例為30.29％到40.29 ％間，且該溶液在去除CO 之後，pH 值的變化率僅在0.57％到0.68％間，表示溶液的持久性跟耐受度極高。 五、每年冬天，常發生「一氧化碳中毒，造成多人死傷」的意外事件，希望學生的發現：『2wt% 的NaHCO3水溶液、2wt%的檸檬酸鈉水溶液及酸度40 的純糯米醋能有效減少密閉空間中 CO的含量』，能夠減少這類意外事件的發生。

本研究主要是探討蘆薈的防曬效果。我們以蘆薈萃取液進行紫外線UVA和UVB照射，量測穿透的紫外線強度並計算相對遮蔽率及SPF值。 實驗結果證實蘆薈葉皮部分有很好的防曬效果，且蘆薈葉皮萃取液厚度愈厚及濃度愈高，皆可提升防曬效果。2~3年無斑點蘆薈老葉的防曬效果也比有斑點蘆薈嫩葉好；上表皮液的防曬效果優於下表皮液，因為長期照射UVB可增加蒽醌類物質的含量(王紅星等，2010年驗證此結果)；與蘆薈同樣含蒽醌類物質的決明子也有防曬效果。我們將蘆薈萃取液以冷凍乾燥法製成乾品進行薄層防曬係數量測，經日曬後第1小時防曬效果降低，之後便趨於定值。 最後，我們以蘆薈老葉上表皮萃取液添加5%TiO2防曬效果優於添加5%ZnO，且與市售標示SPF50+的防曬乳相當接近。

八上自然與生活科技 65 節，曾簡單介紹金屬的熱膨脹，?了進一步研究這課題，我們組裝偵測熱膨脹的儀器，並希望儀器的靈敏度高，能推廣為教學器材，經過我們不斷努力與改良，終於有了令人愉悅的成果。 自製第四代熱膨脹儀的結構如圖 1，設計「角尺懸吊金屬棒」與「滾針及鏡面反射」是儀器的重要部份，利用滾針旋轉及鏡面反射雷射光，加乘放大熱膨脹的微量變化，這是我們主要的創意，以公厘（mm）為測量單位，儀器的精確值到小數第四位。 利用自製的熱膨脹儀，探討金屬熱膨脹的影響因素。分析實驗所得數據，平均相對偏差在 1.0~1.8﹪，而線膨脹係數的相對誤差約-1.1~ -4.0 ﹪。

探討球體裝箱的奧秘。例如各種規則裝法的差異及在何種情況時，哪種裝法最為適用。