生活與應用科學科

本研究將針對蚊子的視覺和嗅覺做一系列的實驗與研究，研究過程中將避免使用化學殺 蟲劑，而是利用各種具有環境保護概念的天然素材，逐步找出蚊子厭惡的顏色和氣味，用以 驅離蚊子；另外也探究出蚊子喜愛的顏色和氣味，用來吸引蚊子，並殺死蚊子。 在本研究中，同學們還利用寶特瓶製作了可捕殺蚊子的捕蚊瓶，並在校園裡蚊子較多的 地點進行實驗，因而驗證了這種捕蚊利器，確實非常有效；也建議能夠推廣至全國各地廣泛 運用，對於減少登革熱疫情，會有很大的幫助。

先畫出各種直角三角形並比較發現當某角度相同時，不論對邊、鄰邊或斜邊長固定，其對邊除鄰邊的比值皆相近成正比，我們可以鄰邊長×鄰邊長/對邊長的比值，求出所要測量的高度。再配合雷射光束導向性佳的特性製作可調角度的測量器，不僅較以往省時省力，也克服測量時地面空間狹窄及測高建築物的困擾。又自製可測空間距離測量器，透過兩端雷射光源的交會，順利測得不易丈量的空間距離、不規則物體的高度、深度，無需皮尺作為底部丈量工具。且運用在測量河面寬度、樹的最大直徑、觀測月亮高度、水平?測上…。並利用拆下聚光凸透鏡片的雷射筆可將物體清楚呈像的特性，配合一根頭髮，加裝在測具上後，可明顯觀察到0. 1 度的刻度，提高了精確性。

清洗飲水機過程中，當不銹鋼內膽的水倒掉瀝乾了以後，清晰可見一層白白的、厚厚的－「水垢」，想刷也刷不掉，這樣的麻煩幾乎存在於許多有使用飲水機的家庭。於是這次科展我們想藉由實驗比較坊間利用新鮮檸檬、檸檬酸、食用醋（化學方法—酸溶解水垢）和阿嬤提出的創意點子「吹風機」（物理方法熱脹冷縮—不鏽鋼內膽和水垢膨脹係數不同）的清潔效果，從中找出能讓婆婆媽媽們輕鬆清除飲水機水垢又能省時、省電、省錢的方法？從實驗結果我們發現到，用來清潔飲水機不銹鋼內膽水垢最方便、較環保（對環境友善）且節能省碳的方法是—阿嬤的創意點子「吹風機」。

為解決聲音課程教學時，各種飲料容器不容易吹出聲音的問題，進行一系列影響因素的研究。用吸管比用嘴巴容易吹出聲音；容器或吸管內徑 1-3cm 效果最好；吸管內徑 0.4-0.6cm 最適合吹奏；切口方式及吸管長度對聲音的大小及頻率影響不大；吸管挖洞會造成音量減小；吸管與容器角度以 10-20 度最適宜；吸管與容器距離以 0-2cm 聲音最大；容器材質以玻璃音量及音色最佳；玻璃瓶的高度越高頻率越低；改變玻璃瓶內水的高度可以控制頻率的高低，以玻璃瓶中氣體體積和氣體高度為控制變因時，不同的玻璃瓶都有類似的頻率曲線。我們以奧利多和珍珠奶茶吸管為例，先做出標準音與頻率的對照表，再做成簡易的排笛來演奏。

透過模擬實驗，知道鏡子起霧是因水蒸氣遇到冷產生顯著溫差，在鏡面上凝結成霧。就\r 像從冰箱取出的飲料罐外頭凝結了小水珠(霧)及喝熱湯時在鏡片上形成霧一般。\r 將起霧的鏡子，利用吹風機的熱風吹，可迅速除霧，是因小水滴吸收熱量，及空氣的流\r 動，將水滴蒸發、乾燥。利用吹風機的冷風吹，加速空氣流動，也可較快乾燥水氣。放\r 在室內自然蒸發的方式除霧較慢，是少了高溫蒸發及空氣流動的緣故。\r 防霧劑和各種化學合成洗劑，幾乎都能有效防霧，因含有界面活性劑，可降低或破壞水\r 的表面張力，使水氣無法在鏡面上凝結成水珠(霧)。但這些石化製品，卻會危害健康及破\r 壞生態。因此，我們設法尋找含有天然界面活性劑的洗劑來取代，並用其水溶液養植黃\r 金葛以證實安全無虞，進而研發調配成天然防霧拭鏡紙來防霧，符合自然、環保、健康\r 又方便攜帶的優點。

從一個「滿天星」的亮光玩具，引發了我們探索的好奇和興趣，經由大家的討論，循序漸進設計了五個研究問題，遇有問題，到圖書館尋找百科全書外，也頻頻上網輸入關鍵字！每個人求知若渴，嘗試了解導光材質的原理與特質。從自然界中最親近我們－便宜垂手易得的水，到科技產物－光纖的研究、應用、設計，提出我們的研究成果－意外發現斷裂與轉折的光纖蘊藏玄機，透露建築物因地震內部結構受損的訊息與方位；創新光全反射「直線進行」的嶄新實驗，還有以光纖端點聚光替代不環保的釣竿螢光棒..等。在整個實驗過程中，我們尋求社會資源、參觀訪問光纖科技公司工程師，對光纖的導光、傳輸、用途有更進一步的了解；並且經由變因的操控、觀測、分析，學到了更多課本以外的知識和經驗：如網路資源蒐尋與擷取、實驗紀錄Excel篩選與試算，數位拍攝存儲與編輯…等。

以直徑4.00cm乒乓球作為球身、原子筆的塑膠筆心管作為轉軸，製作不同切口直徑及軸長的自製倒轉陀螺，並以自製發射器帶動自製倒轉陀螺旋轉，探討切口直徑、突出軸長與偏心率對倒轉陀螺翻轉的影響。發現倒轉陀螺必須兼顧球體的大小、轉軸長度、陀螺轉速等條件，才能從「轉軸朝上」旋轉，成功翻轉成為「轉軸朝下」旋轉。 我們製作出能最快翻轉成功的倒轉陀螺，平均只需約2.3秒就能翻轉成功，其比例為切口直徑2.00cm、突出球體軸長0.53cm；而翻轉成功後能繼續旋轉最久的倒轉陀螺，其比例為切口直徑2.00cm、突出球體軸長0.73cm，平均翻轉後還能繼續旋轉約17.3秒。兩者偏心率皆在0.37~0.39之間。 我們更進一步製作球體直徑10cm以上的大型倒轉陀螺，並將自製倒轉陀螺結合市購戰鬥陀螺的發射器，使自製倒轉陀螺更具科學性與娛樂性。最後我們從實驗中提出輕鬆快樂製作翻轉效果良好的倒轉陀螺要領，分享給大家。

1. 電視新聞常見垃圾抗爭問題，使我聯想到房屋建築，為防止太陽熱\r 能進入，必須採用隔熱材料所引發之環保及防火問題，雖然與因一\r 般日常生活產生之垃圾所引發之垃圾抗爭無直接關係，但我想只要\r 此隔熱材料產生之垃圾日益增多，遲早會發生處理困難與抗爭問\r 題，讓我心想如果可以不使用隔熱材料而可以隔熱不是很好嗎？\r 2. 當我看到中華民國大氣層保護協會之會訊在討論CO2 與CFC 之排\r 放問題時，向我父親詢問隔熱材料之材質與來源，才知道隔熱材料\r 大部份為塑化材料，為達到有良好的隔熱效果，就必須發泡，發泡\r 劑都為CFC 類產品，該類產品會破壞臭氣層，塑化材料之來源為輕\r 油列解，以前常見高雄市楠梓區後勁地區居民抗爭，就是為了反對\r 五輕之興建，以前我不知道為什麼抗爭，現在我知道了，原來輕油\r 列解是一種高污染、高耗能源的工業，所以才受到反對興建，且電\r 力能源若取自火力發電，又是一種CO2 的排放及空氣污染的重要來\r 源之一，所以電廠的興建同樣遭當地居民所反對，也因此更堅定我\r 研究不使用隔熱材料的決心。\r 3. 有一次到同學家，他家樓頂有增建，用的是鐵皮搭建，雖然使用隔\r 熱材料，但仍甚悶熱，那時我靈機一動，若能使熱氣排出不就涼爽\r 了嗎？又看到電視新聞報導，又九二一災區臨時鐵皮教室熱的問\r 題，更讓我感同身受，由此引導出我研究的方向—空氣對流。\r 4. 九二一震災，震出了我的靈感，當初我非常納悶，這麼堅固的大\r 樓 — 板橋博士的家、台北松山東星大樓為什麼會倒，思索多日，\r 由各媒體報導，得知是建築結構與偷工減料的問題，但為什麼倒的\r 全部都是混凝土結構的大樓，而非鋼骨結構的大樓，後來經請教建\r 築界與資料收集，才知道鋼骨結構之抗震能力較強的關係，但鋼骨\r 結構使用的牆壁都是吊掛式，有一次參觀發明展，有一發明人設計\r 一輕質水泥，說如此可減少結構費用，又一發明人設計一種吊掛壁\r 板，材質使用的是隔熱材料，不符合環保，政府又一直在宣導環保\r 觀念，我靈機一動，思索著要如何設計一個既輕又符合環保之壁板，\r 當時我正在研究散熱屋頂之設計，當時對空氣對流研究到有一相當\r 成果，於是將散熱屋頂設計移用到璧板，發現效果不佳，引起我繼\r 續深入研究改進的興趣，經多次之實驗，才發現兩者之理論是互通\r 的，但結構是不同的，後來也提出專利申請，在很短的時間便被核\r 准發明專利，經延期半年公告，於今年二月十一日已在專利公報上\r 公告了（見專利公報），這是我生平第一項專利，而且又是發明專利，\r 所以我非常高興。\r \r 5.在台北市停車場火災，由電視報導見火之大，消防車灌水無效，真\r 是可怕，讓我想起有一次登山郊遊時，見一農夫在山坡地燃燒雜草\r 堆時的景象，起初農夫要點燃雜草不很容易，但當點燃不一會兒功\r 夫，火之旺，所引起風之大，情況類似，那時我只是想是空氣對流\r 的一種現象，新聞報導是什麼煙囪效應，我不懂，當東科大樓火災\r 時，由三樓延燒到十六樓，大家又再說煙囪效應問題，於是我又回\r 想到三、四年前，父親帶我到台南貝汝參觀商展，有一家廠商在展\r 示焚化爐，當在開始點火，火並沒有那麼容易就點燃，可是當點燃\r 後，火開始燃燒，起初火不很大，但不久火就愈燒愈大，在那時候\r 站在爐門前，就會感覺有一股強大的風被吸入爐內，而火燄則很大\r 的往煙囪竄升，這時我才意識到什麼是煙囪效應，且此時我對空氣\r 對流之研究已有相當之成果，因此我就知道煙囪效應為空氣對流的\r 一種表現，電視新聞又報導屏東縣有一間土地公廟，信徒燒金紙給\r 他時，金紙會一張一張自動跑到金爐內燃燒，信徒都說土地公會自\r 己算錢，非常相信土地公有靈，事實上也是煙囪效應所產生空氣對\r 流的結果，於是引發我對煙囪效應問題研究之興趣。

福壽螺不斷的啃蝕農作物，對農業造成很大的危害。如果我們能主動去捕捉福壽螺，清除螺卵，必可達到抑制的效果。我們觀察福壽螺的習性，知道牠們最常出現在灌溉用小水溝後，希望能以方便又有趣的方式大量捕捉，於是討論想要製作一艘適合航行於水溝，能捕捉福壽螺的船。本實驗探討船體與承載重量的關係、動力對船速的影響、掃除器對清除數量的作用、網子對捕捉數量的影響，最後製作『無敵艦號』，並且改進它的缺點。改良後的『無敵艦號』，捕捉福壽螺和清除福壽螺卵塊的成功率提高了。 我們並且讓船在學校的池塘裡航行，不但可以當個稱職的『水中清道夫』，清除水中落葉，還可以拯救寒流來襲時，池塘裡的孔雀魚兒，真是一舉兩得。

從國小三年級開始練習棒球以來，時常在練球時，對一壘、二壘、三壘要擺在球場的那個位置才正確，總是打個問號。在做投捕練習時，最常聽見的對話就是〝教練，投手要站在哪裡〞。這時候就看到教練算著步伐告訴投手，投手板的位置大約是在那裡，這時大家就能快樂的練投。因此如果能夠有一套裝置，能夠方便的量測投手板與球場壘包間的角度與距離，則對於喜歡打棒球的我們，就不會在比賽與練習的時候對投手板和壘包距離是否正確產生懷疑。也不會因為不正確的訓練距離或比賽場地，造成運動傷害及影響比賽成績。