國中組

我們設計的新型波浪發電機，主要是以電磁感應為原理，讓強力磁鐵順應波浪浮動而能在線圈裝置內部移動進而產生電流，全程不製造任何汙染。首先我們設計了振動式的發電裝置，並測量其相關特性，以手搖測試時，最大感應電壓可達到5V。接著進行人造海浪測試，過程中發現磁鐵與線圈的相對位置會對發電能力有所影響。我們並設計了漂浮式和固定式兩種形式的發電機，並測量和比較其特性與優缺點，研究結果顯示漂浮式發電能力較佳，但容易受到線圈重量影響而限制其發電效能，而固定式感應電壓一開始雖然較低，但隨著線圈匝數增加時可有效增強發電能力。我們的研究相當具有應用的潛力以及前景，對於四面環海的台灣提供一個綠能發電的可能性。

好幾年前的夏天，我們全家駕車出去遊玩，豔陽高照，我在車內往外欣賞風景，忽然看見車子的前方路面上，好像有一灘水，但車子開過去後，水卻不見蹤影。回家後，我由學習文庫中，知道那是因為高密度的冷空氣和低密度的熱空氣在貼近地面處相接，由於不停的變化，光線折射的結果，使得地面看起來就像水面一樣，前方車子的影像有時也會折射到我的眼睛來。在沙漠或海面上，它常常造成海市蜃樓的產生。上了國中，我於書店的書架上，無意中翻閱到理化第三冊第十六章，裡面詳細描述了有關光的特性，在高中物理第三冊中，也有深入的原理說明，讓我更加深對光折射的了解。為了驗證這些書本上的理論，因此便構思如何在口常生活中，觀察到海市蜃樓的現象，並加以應用。於是在老師的協助下，進行這次研究。

本實驗運用法拉第電磁感應原理（Electromagnetic induction），設計無線感應電動模型車。利用電源供應器、訊號產生器、訊號放大器等工具，輸入特定頻率的電壓、電流產生方形波後，可成功使模型車高速前進。第一代模型車因車體線圈匝數多、車體重、軌道線圈纏繞技術欠佳、圓形軌道不平整，雖成功展示了無線充電技術的實用性，但跟我們玩四驅車時車速相差太多，於是著手改良第二代機，希望再提高傳電效率、減少車體重量及避免能源消耗。實驗結果發現系統條件改變時，僅在某一狀態出現電感電容共振現象，因此不宜盲目增加線圈數量。本研究建議，將來設計此類感電系統時，不論微型化或大型應用上，均應注意最佳共振效率的表現，以免造成材料或能源浪費。

去年久未下雨，水源不足，致第二季水稱未能播種，鄉民改種大豆、綠豆、玉米等作物”結果收獲欠佳，不及成本，鄉民甚為困惱，幸蒙政府德政撥專款補助。我們覺得奇怪，為何本鄉種植水稻收獲頗豐，而改種大豆、綠豆、玉米等生育不良，是否與士壞等因素有關？孟子謂：「諸侯之寶有三，土地、人民、政事」，又國中「公民與道德」第五冊第一章「國家與國民」裏也講到國家具有四個構成要素：「人民、土地、政府、主權」上述四項是構成國家缺一不可的要素，充分表示立國之本為土地”我們認為凡一個國家必須據有足用之地，且必須認識其土壤而予以適當之保育，則其文化之傳統，可無止境矣。所以我們本著「愛鄉更愛國」的精神，邀了六位同學來研究此項間題，並請校長和陳老師指導，我們就利用假日及課餘時間收集各種資料，從事此項研究。更希望藉此科學展覽的機會，誠懇請教各位先進專家，賜給我們寶貴的知識與經驗，好作更進一步的探討及改進。

印度莕菜 Nymphoides indica 為睡菜科、莕菜屬的水生植物，台灣早年分佈於中部池塘和湖沼，目前大多僅剩生態池中人工栽培。印度莕菜不定芽的生長過程有浮水型和沉水型兩個階段，先長出浮水型不定芽株，開完花後會因的成長而轉變成沉水型的不定芽株。經由顯微切片的觀察分析，根、莖、葉、花及通氣構造均具有特殊構造。一、根：有不定芽的錐狀根和一般的根，隨著錐狀根的細胞成長，密度變大而成為沉水型不定芽株。二、莖：不定芽株沉水部分和成株浮水部分莖的通氣管道大小及維管束的排列方式均不同。沉水型植物利用莖的成長使葉片能浮出水面。三、葉：氣孔在上表皮，柵狀組織排列會有與氣室及氣孔相連的隙縫，氣室的海綿組織細胞間也有相通的隙縫。四、葉柄：通氣構造利用星狀厚壁細胞及網狀結構的橫隔支撐，使得葉片容易浮出水面。五、花：短花柱型無法自花授粉，花梗會有週期性的曲直反應；內外側細胞因膨壓作用產生明顯彎曲現象。每日近中午時，挺起角度會達到最大。

我們研究出 柱河內塔的移動，可透過優選得到最佳化，並推出其通式。成功的解決了”Explorations in 4-peg Tower of Hanoi” ( Ben Houston & Hassan Masum , 2004 )這篇論文，所談及的『百年來，河內塔4柱以上的移動是不能証明最優化』。在研究過程中，我們透過移動策略與優選方法，發現將 柱河內塔完成移動所需的最少步數，依序寫成數列，其間關係存在有趣的巴斯卡三角圖型，利用此關聯性，我們成功的導出4柱、5柱、6柱的公式及可一般化的 柱最佳化通式，完整的解決 柱河內塔長期以來未能解決的問題。

澎湖地區四面環海，漁產豐富，我們經常在漁市場看到各色各樣不同的魚種。在課堂上又聽老師說漁類有各種不同的食性，在自然的生態環境裡，彼此互相競爭，甚生有弱肉強食的現象。我們對於老師在課堂上描述的這些現象感到非常有趣，於是大家都產生了一個共同的想法，每一魚糧既能各自適存於牠們的生態環境中，不虞食物的匱乏，想必都各具有牠們特有的口器構造吧！到底忽麼樣的嘴巴是怎麼樣的吃法呢？

本研究以生活科技課程中製陶的方法，經軟體 Cool Edit Pro 2.1 來討論有關陶板（筒）的聲音頻率。在研究一中，分析陶板厚度與發聲頻率成 1 次線性關係、長度與頻率成 2 次反比關係(與弦樂器不同)而寬度對頻率影響不大。接著在研究二中發現，頻率與陶筒厚度成 1 次線性關係、筒高約成 1.5 次方反比並與孔徑大小約成 1.7 次方反比。在研究三中發現，陶板兩邊的支撐位置在全長的 9/40 處，敲擊後的響度最大。在研究四中，利用砂輪機及磨刀石微調陶板長度後，發現頻率與陶板長度的微小變化量成 1 次線性關係。（此結果與研究一中，陶板總長度與頻率成 2 次反比近似）。最後結合研究一、二所得的數學關係，順利自製 12 平均律的陶板琴及一組８度音階的陶筒琴。

本研究乃利用各種四邊形的幾何特性與關係，透過色紙實際剪貼去猜想圖形分割之特性，進一步運用電腦動畫著手模擬實驗，最後再用繪圖軟體繪製圖形、數學幾何學理加以驗證，以探討任一四邊形在四邊中點連線的設計架構下進行分割翻轉成其他各種四邊形之可行性與分割方法。假若因圖形本身之特殊性（如任意凹四邊形、折四邊形分割翻轉成其他各種四邊形）或者在此分割設計架構下限制條件過於嚴刻（如各種四邊形分割翻轉成正方形、各種四邊形分割翻轉成鳶形），造成前述方式無法一般化分割，則本研究乃採用藤春幸三郎與田村三郎（1996）的方式先將任一四邊形剪貼成一可分割成其他各種四邊形的圖形，之後再透過它分割翻轉成其他各種四邊形。希望藉此建立四邊形幾何分割與拼圖之理論。

學校最常見的蜘蛛就是肩斑銀腹蛛、簷下姬鬼蛛及大姬蛛，肩斑銀腹蛛多棲息在植物上，簷下姬鬼蛛多棲息在欄杆上，而大姬蛛多棲息於陰暗處，有護卵行為。大姬蛛的網為不規則網，主要分為牽引絲、主網結構及次級結構。大姬蛛的網形分別為三角體、吊帶型及星型，主網形狀分為12種拓撲形狀，且大姬蛛網的牽引絲越長，網面積越大；立體主網面積越大，平面主網面積也越大；平面主網劃分角越大，區域內的牽引絲越少；短牽引絲的附著角度平均大於長牽引絲附著角度平均；具有支架的蜘蛛網，牽引絲數量與離地高度平均大於沒有支架的蛛網。仿生大姬蛛網吊帶型的振動幅度為0.06公分，三角體的振動幅度為0.02公分，顯示三角體面對風力的作用下，其結構較為穩固。不論是吊帶型及三角體仿生蛛網，其主網部分的振動幅度皆為最大，而連接點及牽引絲為蜘蛛網的周圍架構，其晃動幅度小。