國中組

臺灣地處亞熱帶，適合利用太陽能。太陽能的應用分為將光能轉為熱能與電能兩大類。前者在八上自然與生活科技課本，3-2面鏡成像單元中，提到太陽能集熱器是「利用平行主軸的太陽光，經凹面鏡反射後聚於焦點」，於是我們試著設計並製作一個焦距為10cm、口徑40cm的拋物面鏡太陽爐，作聚光煮物。後者利用太陽能板發電，將電能儲存12V電瓶，適合戶外手機充電、照明、轉成AC110V家庭用電等多功能之用。為了提升陽光轉換熱電的效率，構思了一套追日電路系統。且由課本中學得槓桿和齒輪省力機械原理，設計了木製的轉動載臺。藉由兩組光敏電阻分別去偵測太陽光的水平(方位角)及垂直(仰角)強度，馬達驅動轉動載臺，達到讓太陽爐及太陽能板正對太陽的任務。

以往魚缸換水都是將長長的水管裝滿水後，再將雙邊管口塞住後，一端放入抽水魚缸，另一端放入空的盛水槽中。通常這樣子要拿著長且重的管子換水，同時要將水管先完全裝滿水很不方便。本研究依據俄國物理學家Platonov所發明的『自動虹吸球Automatic Siphon Ball』，進行變因的探討研究，製作出一個簡單且排水高度、排水效果較佳的自動虹吸球。研究發現：管長越長、管口徑越小、球直徑越大、管內小孔位置越高、小孔越小、球下孔越小、水溫越高、球體深入越深的水面下，會有很好的汲水效果。如此只要將虹吸球綁上重物丟入水中，自動下沉後便會進行虹吸現象，將魚缸水抽完，十分方便。

我們利用鐵屑效應自製檢波器，發現連續性脈衝訊號檢波器(打火槍、電漿球發射器及零電壓諧振軟開關)比非連續性脈衝訊號檢波器(壓電素子)激活率高，在檢波器中以不同直徑大小的鋁球填充時，激活率的表現為：大鋁球＞中鋁球＞小鋁球，而鋁粉無法激活，當小鋁球的重量達5公克時較易激活，而大鋁球、中鋁球則不受影響，但電弧數量多寡對檢波器的激活率無顯著影響。發射器的感應距離，以第四代(ZVS)的效果最佳，可達99公分。以此裝置進行電漿蝕刻，我們可以看出銅蝕刻洞較淺，但顏色較深，而鋁蝕刻洞較深，且顏色較深，鐵蝕刻洞不僅較淺，而顏色也較不明顯，當電漿蝕刻的時間越久或次數越多，會使蝕刻痕越深；放置24小時候，蝕刻顏色會變深。

本研究主題是探討在三角形和四邊形中尋找出唯一的正方形，使此正方形的頂點分別落在三角形和四邊形各邊向外或向內作之半圓上。我們探討其存在性之幾何作圖法並證明之，同時試著從中求出此外框或內嵌正方形面積的一般式。我們發現凝聚三角形只要作出垂直且等長於其最長或第二長的線段，即可以逐步找到外框正方形的頂點，也證明了任意三角形都可以作出內嵌正方形。至於凝聚四邊形，則可以作出垂直且等長於對角線的線段，即可以逐步找到外框正方形的頂點，而任意四邊形都可以作出內嵌正方形。研究過程中亦發現對任意三角形或四邊形，若正方形的頂點可以選擇落在各邊內或外之半圓上，那麼，這種正方形也是存在的。

本研究探討石田螺、福壽螺與水池溼地三者間交互作用對環境及族群數量之影響。結果發現野外水池環境中兩種螺族群單獨存在時，石田螺死亡率(80%)遠高於福壽螺(45.8%)。共存時則相反，石田螺的活動力受福壽螺影響明顯下降，被鳥類發現的機率降低，死亡率亦大幅降低(25%)；共存亦使石田螺被附著次數大幅增加，促使其生殖潛能升高，族群總數亦較福壽螺為高。 兩種螺對水質影響截然不同，福壽螺會大量啃食水生植物，使浮游藻類數量遽增，水質惡化；石田螺具有快速取食浮游藻類的能力，故能讓水質清澈。當水質惡化時，石田螺的存活及生殖能力則驟降。 石田螺未來應可嘗試推廣養殖於水族箱中，以取代外來種琵琶鼠魚的功能，減輕其對水池溪流生態的危害。

本研究自烏桕樹下的土壤及高砂鉅鍬形蟲幼蟲體內分離出13種微生物，其中2種可利用烏桕樹莖的養分生長，11種可利用種子的養分生長，推測微生物與鍬形蟲、烏桕樹存在密切關係。進一步研究發現，13種微生物中有3種可分解柴油，其中2種為分離自土壤的不動桿菌屬細菌(Acinetobacter sp.)，1種為分離自幼蟲腸道的芽孢桿菌屬細菌(Bacillus sp.)；菌株的14天柴油分解率粗估可達48~55%；將經由菌株分解後的柴油乳化層撒在綠豆上觀察其生長情形，發現可降低柴油對綠豆造成的傷害。在耐受性實驗中顯示，此3菌株耐鹼性達pH10，耐鹽性達3~4% NaCl。由於菌種均來自花蓮本土，且具備處理海洋油污潛力，未來經過審慎評估應可實際運用，避免因使用外來菌種對環境造成的二次傷害。

實驗中我們發現，光柵板的校準線對於整個實驗有很重要的影響因素，包含校準的底圖線寬、校正距離，底圖太寬或太細都會影響圖形的大小以及可視角，校正距離我們認為比較像焦距，校正距離決定了這張底圖最適合觀賞的距離，另外光柵板的厚薄更影響著這張光柵板適合製作變圖還是3D效果、連續動畫等因素，厚板變圖快、圖數多適合連續動畫與3D；也可以增加底圖的數量，把底圖由雙圖改成五圖，則可以增加圖形的出現數量，更適合製作動畫，我們還發現不同的合圖法可以控制圖形出現的順序。

植物不僅花草、葉子可以染，連老樹上的鬚、砍下樹幹上的皮、種子與果實等都可以染！ 我們發現，白布去漿、濃染，植物經煮染及上色時間越久染色效果越佳；前媒染比後媒染的顯色效果為佳；先加媒染劑再加染材染色，最後再用媒染劑定色的效果則最佳。 除了以App辨色可以輕易的辨別布料的RGB值外，我們以不到15元的光敏電阻，在麵包板上串接不到1元的180Ω電阻及回收的手機變壓器插頭連接省電的3w超亮光LED燈為光源，成功的製造出第三代吸光儀，其感光電壓線性趨勢線的R2值可達0.99，選植物染液稀釋後配製不同濃度做出的檢量線辨色R2值也達0.9以上，可以定量染後的廢液濃度，回收再利用。

太陽能熱對流發電是未來最新一代的綠色能源。本研究透過太陽能熱對流發電塔模型的設計、製作及情境的模擬，來全面研究太陽能熱氣流發電塔的熱對流特性及影響運轉效能的相關變因，以利進而建立發電系統。現代建築中為了為解決熱的問題，通常會設計通氣塔來進行排熱，本研究利用中樞塔的熱對流與內外的溫差建立一個立複合式的發電系統。在研究結果中發現太陽能塔塔內的氣流強弱取決於塔徑、塔高、集熱板面積、集熱棚底角、入口間隙等內在變因及光源強弱、塔頂與塔底的氣壓差及溫度差等外在變因；而若能強化太陽能塔的中樞塔內氣流，能推動塔頂之發電裝置，產生感應電流。若在中樞塔的包覆致冷晶片，亦可以利用管內外的溫差來達到發電的效益。

本研究發現將水加熱一小段時間後會出現溫度與加熱時間會成線性關係，但是當水溫升高至八十幾度後，因水開始大量蒸發，水溫與加熱時間關係圖則開始轉成非線性關係。另依實驗結果發現會影響溫度與加熱時間關係圖(以水為例)的因素有：(1)加熱方式(2)蒸發散失的多寡(3)輻射散失的多寡(4)受熱面積的大小(5)盛裝的材質。最後建議國中教材要進行溫度(變化)與加熱時間關係實驗時，可以在操作步驟中加入少許沙拉油，可以讓實驗結果更符合實驗公式。