國中組

本研究以珍珠板切割製作不同形狀的扇葉，並組合出葉片數量、夾角不同的風扇模型，以樂高積木組合自製風力計來測量各種風扇模型運轉時的風力大小、風力範圍。本研究經過兩階段測試：一次一因子以及田口法實驗設計，結果發現彎鉤形扇葉為最佳形狀，田口法實驗推得葉片2片和夾角30度為最佳組合，但此結論僅適合本次研究的模型。 市售風扇檢測結果發現功率大小不一定和風力大小成比例，且扇葉前蓋會削減一半左右風力，經實驗後發現以圓形或右旋型的前蓋為較佳的設計。有些市售風扇設計不佳，一樣的功率風力卻較小有浪費能源之嫌，而箱扇的風力也明顯較立扇小，另外建議大家依據個人需求選擇不同的尺寸、型式的風扇以響應節能減碳的生活潮流。

嘗試澳洲 AMC 從競賽題出發，探討一正 n 邊形中的一點在單位圓內滾動，及一正 n邊形的繞一正 n 邊形滾動軌跡，發現該軌跡均會產生奇妙的循環規律。接下來推廣探討圓形其他的規律，發現若將一單位圓去繞另一單位圓或其他由單位圓組成的幾何圖形，探討其滾動軌跡，並探討在何種情況該單位圓繞回原出發點時會和原圖相同，從研究中得知所繞全等圓圖形與旋轉圈數和邊長所需個數的關係，如：『邊長為 3的全等圓正方形』其旋轉圈數是 2＋4(3-1)/3＝14/3圈，此時和原圖不同，而回到原點且和原圖相同邊長所需個數則為 3k＋1（k?N）等。另外，『繞一間隔大小等於圓直徑的全等圓圖形』是指從第一個圓開始逆時針滾動，若接觸到另一個圓時則往反方向繼續繞圖形滾動，依此類推，探討圓心所繞的軌跡型態及長度繞一間隔全等圓圖形，發現其圓心軌跡型態存在著規律性，且圓必繞回原點。最驚人的是，應用我們的研究結果於許多商業用途，並創造出寓數學於遊戲的「多功能滾滾樂尺」。

硬幣因表面張力的作用而浮於水面上，且當所形成水面曲線各點斜率小於1時，即硬幣與水面接觸角小於135∘，其曲線會符合h(x)=c1e-x⁄Lc 的形式。另外，實驗驗證兩枚浮於水面之硬幣因兩側接觸角不同，使硬幣受力F=γ(sinθc2-sinθc1)*A，而發生互相靠近的情形，此機制與文獻[4]所提到的解釋不同，這是因為沉體(本實驗所研究的)與浮體(文獻所提到的)與水面的接觸形式不同，而使得物體浮於水面上互相靠近的物理機制不同。最後，本組發現水面漂浮物體為浮體時(密度小於1gw/cm3)，接觸角大小與表面材質有關，與密度大小無關；而為沉體時(密度大於1gw/cm3)，接觸角大小與表面材質無關，會隨著密度增加而變大，可說明了兩沉體互相靠近時，接觸角是會改變，因而產生吸引的現象。

在一次理化實驗課上，做有關上壓力的研究時無意中發現，內管之硫酸溶液，會經由塑膠片中之小孔滲出，但一段時問後則又停止，且此現象反覆進行著，似乎有週期性的變化，這奇特的現象引發了我們對於本實驗的研究動機。

自從偶然廳長輩說，將未成熟的香蕉放入米缸可催熟香蕉後，引起我們對這個主題的興趣。只是將香蕉放入米缸就能使香蕉後熟嗎？於是我們決定先從溫度、溼度和光線等變因，著手進行實驗找出香蕉催熟最佳條件。經過一連串實驗後，發現溼度越高，香蕉成熟越快；光線的光及熱接會使香蕉快速成熟，但過度照射會使其甜度下滑；而點燃線香所產生的煙霧成分會使香蕉快熟。所以得知一個完善又合乎經濟效益的香蕉催熟環境，應在密閉空間中，置入點燃線香、濕棉花並照光。另外，為了更加深入研究，我們另外紀錄了香蕉的甜度和其果肉細胞中澱粉粒的關係，發現澱粉粒數目越少，其甜度就越高。雖然台灣是香蕉王國，但以往我們對它的認知僅停留在一種水果。這次研究後，使我們對香蕉有更深一層的認識。

所謂麻雀雖小，五臟俱全，我今天總算在「粉筆」身上見識到了。本研究是探討浸泡不同種類的溶液或不同溶質的水溶液粉筆來測量其硬度的變化，像是粉筆浸泡在水中時，粉筆會漸漸變軟；浸泡在甘油中，則粉筆會變硬。我們也嘗試利用日常生活常見的水溶液來對粉筆進行測試，發現只要是水溶液都會使粉筆變軟。也發現所有實驗中使用的用油皆會使粉筆變硬，但橄欖油卻會因為浸泡時間越長而使粉筆越變越軟。除此之外，我們還利用浸泡在不同種類溶液與不同溶質水溶液的粉筆，進行書寫的程度及消耗量的多寡比較，發現浸泡過鹽水的粉筆書寫效果較佳，但容易剝落，不易保存。

絲葉狸藻(Utricularia gibba)為台灣本土水生食蟲植物。無根，整簇浮於水面。主要構造為一長莖，每隔1.0~1.5 cm，兩旁會長出V 型絲狀葉。生長速率約為1.56 cm /day，長可達20~30 cm。花高出水面，黃色無味，花期約3天。葉片旁會長出捕蟲囊，能捕食水中的小生物。捕蟲囊發育完全需10 天，大小約0.3~1.0 mm。入口邊緣頂端有兩支天線般的細枝，是由捕蟲囊的主體延伸而來。另有單獨較小的細枝，可能用來吸引水中生物或阻擋雜物流入捕蟲囊。在入口瓣蓋上有細小的觸發毛，當捕蟲囊處於收縮狀態下，小生物碰觸到觸發毛，捕蟲囊的瓣蓋向內打開，吸入小生物，1/30 秒內即可完成捕捉過程。約40~60分後恢復負壓蓄勢待發，準備下一次的捕捉。即使未被觸發，仍也會有自發性的舒張。捕蟲囊囊口內壁及瓣蓋上有數種不同形態的腺毛。囊口壁腺毛具長柄、頭為燈泡狀；愈往內部柄愈短，頭部略呈橢圓形。囊的頸部佈滿二爪腺毛，囊內充滿四爪腺毛及三爪腺毛。查閱文獻資料均未提到此三爪腺毛。利用彩色墨水及食用色素來觀察及探討四爪腺毛的排水及消化吸收功能，發現四爪腺毛的細胞質有奇特的變化。

一般研究細胞質流動常以輪藻或水蘊草為材料，因其葉綠體會隨著細胞質流動，觀察非常方便。可是常探討環境因子的影響時，則會涉及光合作用。洋蔥常用作為觀察表皮細胞的材料，經亞甲藍液染色後，細胞核特別清楚。但我們經多次測試後發現以適當濃度的紅色六號色素、石蕊或溴瑞香草藍溶液處理的洋蔥表皮細胞，卻可觀察到明顯的細胞質流動，而且取材方便，又可避免光合作用之干擾，乃以它們為材料，進行研究。

在國中化學課第十三章電解質時，我們同學之間起了爭論，有人說他在坊間參考書裹所作的題目，都提到電解質是：「愈稀愈容易導電」，可是在第九章作水的電解實驗時，加入幫助導電的硫酸，卻明明是所加的量愈多，電解生成氣體的速率愈快，也就是說：「愈濃愈容易導電」，這到底是怎麼一回事呢？求教於老師，老師說：「要討論一個問題，必須對於問題的『 內涵 』(In- tnsion)和 『 外延 』 (Extension)弄清楚，特別是在科學上，一種原則或性質上的敘述，必需要先了解它的 『 定義 』 ，研究它的 『 變因 』 ，再尋覓一種具體而簡單的 『 模型 』 來解釋它，這樣對問題才能深入，才不致於一知半解、似懂非懂、人云亦云；現在問題既來，你們已經有了相當的理化基礎，何不親自動手 『 從做中去學 』 呢？」於是我們幾位同學，就在老師的指導下，開始來「實驗以驗實」。

在國中二年級理化第一冊第三章講到空氣與水對人類的重要性時，有取材自台北市自來水事業處水躍池、遲流池、混凝池等一般自來水廠處理自來水的流程圖，使我們聯想到供應台中縣市、南投、苗栗、彰化等中部地區用水的豐原給水廠。我們幾位同學便央求老師帶領實地參觀豐原自來水廠，並取回七筒水樣，展開了一系列飲水問題的探討。