國中組

本研究是利用「熱聲效應」來探討聲波冷卻的原理，並製作一個簡單的聲波冷卻裝置，而此裝置分別由揚聲器、共振管、片堆及熱交換器等四個主要部分所構成，並利用聲音編輯軟體讓揚聲器產生所需的頻率之聲波，讓共振管內產生共振駐波使工作氣體能作壓縮及膨脹，並且在片堆內能將聲能轉換成熱能以達到降溫的效果。本研究針對不同的聲波頻率、片堆間隙及熱交換器高度來探討聲波冷卻的效率。研究後發現下列幾點：一、聲波頻率愈高並不能提升冷卻的效率根據聲波冷卻的原理發現工作氣體在進行熱交換循環時有一定的週期時間，當聲波的頻率愈高則工作氣體進行熱交換的週期時間愈短，反而無法有效的進行熱交換使得冷卻的效果降低。二、片堆的間隙大小與共振管內的工作氣體性質及聲波頻率有關本研究的片堆間隙是以 357 Hz 的聲波頻率計算而得，並根據聲波冷卻的原理將片堆的間隙的大小設計成接近四倍的熱滲透深度。經實驗的結果發現在 357 Hz 的頻率下，片堆間隙愈接近四倍的熱滲透深度時所得之冷卻效果愈佳。三、熱交換銅片的高度愈高其冷卻效果愈好本研究在加裝熱交換器的實驗結果發現，於相同的片堆間隙及聲波頻率的條件下，高度較高的熱交換器之冷卻效果確實會比高度較低者佳。

人類為了要了解或描寫自然現象，常採用一種「逼近」的過程來處理問題。比如某位同學使用一尺來量取一線段長幾次，結果產生每次的讀數都不相同，此時產生逼近解的問題。又比如有四支 50 公分左右的尺，每次使用兩支來量取一公尺左右的線段長，亦產生類似的問題。然而這些「逼近」解的可靠性到底如何？我們則用方差來權衡之。

我們從報紙、雜誌及華視“跳動七十二”節目報導中知道，目前許多食品均以硼砂、硼酸做為防腐劑，如果長期攝取，將導致硼的蓄積，便人體引起紅斑、嘔吐、腹瀉、循環系統之破壞、休克、昏迷、腦驚厥等病症，因此引起我們的好奇，硼砂、硼酸真的這麼可怕嗎？

有一個科學小遊戲，將濾油網對向光源可看到美麗的光譜。我們對此現象感到好奇。國中自然課本中有一個色光的實驗，將白光透過玻璃紙的濾光和色紙的反射，可看到不同的顏色，我們的實驗結果卻不符合課本內容。於是想用光柵片來分析色光，探討實驗的問題。我們實驗的結論如下。雷射光是單色光，其它的光源如太陽光、日光燈和LED燈都不是單色光。玻璃紙的濾光功效不完全。色紙反射白光的功效和角度有關。以兩條上下並行的狹縫和光柵片所產生的光譜進行混色，得到與課本相同的結果。利用光柵繞射方法，可以求出蒸餾水的折射率，對照利用入射角與折射角求折射率的傳統方法，所得到的結果相當一致。

以前，我們觀察落地生根營養繁殖的過程時，對它「為什麼落地才生根？從何處生根？會開花？結果嗎？」感到好奇與疑惑。課後跑去請教老師，老師很高興地說：「既然你們有這種求知的精神，何不動手去研究呢？」於是我們一行四人，請老師帶隊，踏上了「奇妙的落地生根」之旅。

在能源日漸耗竭的今日，開發環保新能源是重要的課題。本研究中使用的藻類電池，係藉著藻類照光會行光合作用而發電。藻類可以吸收空氣中的二氧化碳，因此更符合「節能減碳」的概念，藻類電池又被稱為「活的太陽能電池」。從研究結果發現製作藻類電池時，以藍綠藻與小球藻的組合為最佳，其中藍綠藻擔任負極，而小球藻擔任正極。藻類電池在光照強的環境，有較佳的發電效率，而且添加營養劑在藻類電池中，不僅可以提高發電率並可以延長藻類的生命。在不同色光的照射中，藍光與紅光對於刺激藻類電池發電效率最佳；綠光則是最差。藻類電池也可以進行串聯，藉此提高電壓與電功率。我們期待藻類電池在未來可以成為一種新的能源。

(一)我們的化學課本第三冊第十四章第一節實驗14-1中，要我們”用定量的方怯來電解時，所生成物質的重量與電量間的關係，進而求得法拉第常數及離子的氧化數。實驗過程必須經過 L 配製電解液（ CuSO45H20 及 AgNO3）, 2.試裝電路，調整電阻器使安培計指在 0.1A 上，3.取下陰極片（ cu , Ag )。依次用稀硫酸、蒸餾水、乙醇及丙酮清洗。4.夾取洗淨之陰極片在烘箱內烘乾。5.夾取乾燥之陰極片分別”用天平精確稱重”，並紀錄之。6.掛陰極片於電解槽內，接通電路，”電解約 l 小時” 其時間之調整電阻器，保持 0.1A。7.1小時後夾取 1 陰極片依次用蒸餾水、乙醇及丙銅洗淨，且要以不可將晶體烘失。8.再入烘箱乾燥。 9.再用天平精確稱重，紀錄下來。10.依據實驗數據，計算法拉第常數及離子的液化數。以上是課本上的指導手續，我們也曾照著做過，不過做一次前後需要兩小時。由於第一次做這樣複雜的實驗，一切都是亂糟糟的。最後計算完畢，其誤差之大，實在叫我們臉紅，自信心完全喪失了！(二)我們的物理課木第一冊第二章第四節中，曾要我們自製微量天平。我們也按照課本做了，而且很好用。如果能把微最天平用在上述的化學實驗中，不僅可以節省時間，而且也因為是用微量天平來測量，結果一定比較準確。經過老師的同意和指導，我們就幹起來了。

本研究利用塑膠投影片、吸管、黏膠等材料，以自製的簡易風洞測試單片翼的升力與水平推力，進而探討不同變因對雙滑管、連結雙支架之翼片爬升力量的影響，成功使用三滑管連結兩組雙支架製成一個能伸展與收縮、有節奏向上爬升的M型毛毛蟲翼片。我們又改變M型毛毛蟲的大小比例，在不同的風速下分別測試其爬升速率，發現毛毛蟲越大隻，其爬升平均速率受風速變化的影響越明顯（爬升速率變化趨勢線斜率越大）。最後我們嘗試增加背腹翼的寬度，以增大翼片面積提高升力，成功做成一隻能伸縮爬升的雙M型(三節式)毛毛蟲。

綠豆芽中維他命C 合量甚多，其生長不受季節地域的影響，所以在蔬菜、水葉生長受限制的地域或季節，綠豆芽是一種維他命 C的主要來源，根據綠豆芽中維他命 C含量測定的結果顯示，在同樣日照的處理下，Cu++及發芽日數為影響綠豆芽中維他命 C含量的變因，由實驗結果顯示1.在適常﹝Cu ++﹞ 處理下可提高維他命 C的含量2.孵綠豆芽以第六天維他命 C 含量最高。

之前學到了畢達歌拉斯（Pythagoras）著名的畢氏定理，深入了解，發現他更是提出了黃金比例的人。由於我們對黃金比例的好奇，而且為了確認黃金比例是否潛藏在我們身邊，我們特地到大溪著名的武德殿與大溪橋，測量它的長與寬，最後我們發現武德殿和大溪橋拱門都存在著黃金比例，這個結果讓我們大吃一驚，因為這和我們在網路上搜尋到的資料——長寬比或高寬比為2:1，大相逕庭。最後我們小組決定，依造著黃金比例，打造出屬於我們的新天地，我們利用這個數字製作出我們的建築，將所有一切都完美化，從最基底的土地面積一直到細小的窗櫺構造，只要是能遵循著黃金比例的形狀，我們都會盡力做到，期待我們的成果吧！