國中組

本研究探討「天然水草缸」是否能捨棄傳統配備，利用水草缸自身機制達到平衡。我們建立「養水作業流程」，亞硝酸菌（Nitrosomonas）6週的時間可培養完成，硝酸菌(Nitrobacter)8週能培養完成。但NO3-無法被分解。為了降低NO3-濃度，研究水草淨化水質能力，發現「優勢水草種植面積70％+水草修剪+每週換水＝高效能過濾器」方式取代圓桶過濾器。水草缸可增加魚類的耐寒能力。我們分析飼料成分，希望透過平日餵食取代外加水草液肥，但發現水草液肥並沒有考慮餵食飼料的問題，氮磷會重複補充。飼料中並無水草所需的鐵與微量元素，無法餵食取代施肥，並提出補充「非完全肥料」的概念。最後重新建立「高效能天然水草缸」，觀察歸納出天然水草缸與標準配備水草缸之間的優缺點比較。

本研究主要從量測機車怠速與啟動的各種數據，從成本和油耗的角度探討紅綠燈停等的秒數到多少以上，應該熄火才符合效益。在實驗的過程中，我自行設計了各種不同的量測設備和實驗步驟。相較其它學校和機構的量測方法應該較為簡單，準確及直觀。同時我也考量了機車啟動的損耗，增加考量的因素，希望得到一個較準確的結果。我的研究發現：重新啟動一次需要0.01元（啟動馬達）+0.006元（啟動盤）+0.008元（電瓶）+0.009元（油費）=0.033元，而這0.033元約等於怠速17秒的油錢。換句話說，騎乘機車停等紅燈，或是必須暫停怠速，如預期超過17秒，即建議熄火。

研究想了解大肚魚為何成群？跟著群體覓食及避免危險上有何好處？本研究利用Y型水道實驗來檢驗群體決策是否有相對優勢。研究發現大肚魚傾向成群，群體在覓食行動上所花時間比個體短，因為群體中的領袖提供較佳決策品質，使群體決策正確率高於個體。 主要發現如下： 1. 單一個體在覓食與避險的決策正確率約50%。 2. 群體在覓食與避險的決策正確率接近100%。 3. 領袖決策正確率（82.61%）優於一般個體（57%）。 4. 領袖決策如果沒有得到其它個體的跟從，決策不被執行。 5. 領袖與群體大小要有合適比例（20~30%），才能有效帶領群體。 6. 個體行動原則是「跟著身旁同伴」，因此領袖在群體中的位置分配會影響群體決策。 7. 根據這些群體特性，用MATLAB電腦語言模擬大肚魚群體行為。

光子晶體製程，是以苯乙烯為單體，十二烷基硫酸鈉為分散劑，過硫酸鉀當做起始劑，提供自由基誘發自組裝聚合反應，形成奈米到微米級的白色聚苯乙烯膠態溶液。將此膠態溶液滴於玻片上，以50~55℃加熱，在蒸散過程中，藉由毛細、界面力作用，自組裝結晶，從無序結構，變成有序的聚苯乙烯光子晶體，透過光照呈現艷麗色彩。由探討製程條件，發現： 1.加熱時間、溫度、單體濃度、分散劑與起始劑濃度，會影響自組裝晶體球尺寸 2.由球體自組裝變項，歸納製程間的交互作用 3.由球體尺寸對色光波長折射，發展簡易尺寸檢測法實驗發現：利用變因間的交互作用，除簡化流程，降低製作難度外，還可調配製造出不同尺寸的聚苯乙烯球，進而自組裝出各種顏色的光子晶體！

在國二時我們知道如果想要測量大氣壓力，就必須利用水銀氣壓計。但是水銀氣壓計攜帶不便且水銀有外洩的危險。如果將水銀改為水柱，則需要的管柱更高達十公尺以上，所以我們猜想是否有較為方便且簡易的方法測量大氣壓力。於是我們利用所學到的密閉空氣中體積跟壓力的關係：定溫下 P1V1=P2V2 ( 波以耳定律 ) 結合托里切利實驗，設計出簡易的氣壓計。此氣壓計具有輕薄短小、取材容易的特性。經過一系列的檢測與評估之後，我們發現只需要一支 50 公分的壓克力管裝入適量的水，即有辦法測出大氣壓力。為了解此方法在不同氣壓的適用性，除在平地測量之外，亦到鄰近的阿里山以不同的氣壓環境進行實驗。最後我們對照了簡易氣壓計與水銀氣壓計所測得的氣壓來探究測量值與實際值之間所存在的關係，並建立了速查表，增加了此裝置的實用性與準確度。

學期末了時，老師鼓勵我們利用暑假時間，多做數學方面的課外閱讀，增廣見聞。暑假中接觸到了許多耐人尋味的數學題目，尤其對虧格問題特別有興趣，便引發了研究動機。

地球科學課本上冊第四章提到風的沈積物淘選度最好，冰川的沈積物淘選度很差，可是流水造成的沈積物淘選度如何呢？一條河流上下游沈積物的淘選度有差別嗎？波浪造成的沈積物，其淘選度比流水的好？還是差？課文中沒有說明，因此我們在老師的協助和指導下進行本研究。

本研究利用37個西行侵台的颱風個案，分析其接近台灣陸地時，颱風強度和路徑的變化情形，並尋求可能的原因和進行推論。獲得幾項重要研究結果如下： 一、 76％的颱風中心登陸陸地後的12小時內，其近中心最大風速有明顯減弱的趨勢。 二、 颱風登陸後受到地形的阻擋而使路徑較原先方向偏南的情形最常見，佔個案數的68%。而颱風路徑的偏移角度最大可達70度以上。 三、 颱風路徑會南偏的類型常伴隨有「近中心風速較大」和「七級風暴風半徑較大」等特徵。 四、 颱風路徑南偏的可能原因有「台灣東南部形成的副低壓」和「通道效應」。 五、 水槽實驗的模擬可用來類比颱風外圍環流和台灣地形間形成的通道效應。

在一次旅遊活動中，我們在百貨公司裡，無意中在商品廚裡看見在透明塑膠管中生長著美麗，光亮燦閃如樹枝狀及珊瑚狀的金屬樹，我們在嘆美欣賞之餘，推想這樣美麗燦爛的金屬樹到底怎樣製作？它的製作原理如何？有的細長如樹枝狀，有的大如珊瑚狀，為何有這樣的差異？如何使它成長更長的樹枝狀或育成更大更美的其他形狀？又製作時須要那些原料？那些條件？……我們就發生這種種的疑問，因此回家後開始搜集資料後得知這些金屬樹製作原理與種種疑題與理化課本第十九章19~2元素對氧的化學活性與金屬鹽的還原原理相關，因此我們就利用聯課活動，寒暑假時間進一步從事研究這「金屬樹─鉛樹及銅樹的研究」。

利用生活可見的水電五金材料組裝設計精油蒸餾器和精油分流器，來提煉精油並運用精油於生活中，本研究所設計的「自製精油蒸餾器」在加熱出現液滴的效率方面（第一滴液滴所花時間的倒數），是「實驗室制式蒸餾器材」的四倍，並且可以在較短的時間產出量相近的精油量。透過「自製精油蒸餾器」，本研究成功提煉出四種精油，分別是柚子、檸檬、柳丁、樟樹精油，精油提煉的材料是收取菜市場榨完果汁丟棄的果皮、營養午餐食畢的果皮、以及校園中樟樹葉，可以說資源再利用，提煉出最環保的精油。本研究也嘗試將精油運用於手工精油皂，有不錯的效果，未來可嘗試運用本研究所設計的「自製精油蒸餾器」來提煉更多種類的精油，或開發精油的運用。