生活與應用科學科

在六上時上過聲音的震動，了解聲音是利用介質的震動來傳能量波動，這樣的現象讓引起我們的好奇心，音波究竟能不能收集呢?平常我們聽不清楚遠方的人說話，把手張開放在耳廓外面，就會覺得聲音加大，同時聽的比較清楚，是什麼原因呢?外耳殼的紋路對收集音波有沒有幫助呢?而在影片「功夫」中小龍女的獅吼功加上管狀金鐘，一舉震退強敵，音波真的這麼強嗎?一連串的疑問，引起我們強烈的興趣。\r 我們想要研究出能有效收集音波的方式，並試試看強度的音波能造成什麼樣的影響?最後設計出能收集聲音的強力音波槍。

與傳統的鏡頭比較起來，廣角鏡頭可取得較大範圍的影像，所以廣泛地運用在很多地方，例如倒車攝影機、內視鏡、防盜警眼等，但是其影像會有很大的變形失真，容易造成人類眼睛的錯覺與誤判。本篇研究以倒車攝影機為例，使用了多項式函數來校正其影像的變形與失真，從程式實作的校正結果看來，我們的方法之效果還不錯，相信同樣的模式可用來校正其他使用廣角鏡頭的儀器設備之變形影像。

許多學生在剛入小學練習寫字時，都曾經被老師或父母糾正握筆姿勢不正確。然而一般人的握筆姿勢，有的是根據自己的寫字經驗，有的人則是參考學生的國語作業簿封底所示範的握筆方式。但是到底什麼樣的握筆姿勢才好施力呢？寫出來的字才工整呢？我們感到非常好奇，並且決定以學生為研究對象，針對握筆的姿勢，如：握筆方法、握筆高度、握筆角度、握筆時手腕角度、筆的粗細及握筆器使用與否等因素，研究其與字體工整度、施力程度、控制程度的關係。希望能藉由這樣的研究，找出適合學生的握筆姿勢，讓大家能以輕鬆的握筆方式寫出工整的字體。

本研究是探討網球、乒乓球、高爾夫球及壘球在不同條件下的反彈情形，並比較其反彈係數。球的反彈係數與質量沒有明顯相關；而地面的性質對軟式網球影響最少，對高爾夫球及乒乓球的影響最大，且在磁磚地面上，各種球之間反彈係數差異大，反而球落在塑膠墊上，反彈係數平均值降低。乒乓球的密度小，反彈係數與原始落下的高度成負相關。乒乓球在各種溫度的反彈係數變化都是最小的，軟式網球加熱後的變化量最大。軟式網球在粗和緊的線做成的自製球拍表現最好，使用40cm×40cm的大拍面打軟式網球，最適合年長者。我們可以利用高爾夫球代替榔頭簡單檢測瓷磚的鋪設是否有瑕疵，因為磁磚下方若是空心的話，高爾夫球落下地面時會發出可怕刺耳的聲音。

台灣重金屬污染日漸嚴重，因此我們想找出簡便、快速、價格低廉的檢測方法。許多研究報告指出水黴菌對重金屬十分敏感，因此我們利用水黴菌這項特質來檢測水中或土中的重金屬濃度是否過高。首先我們測量水黴菌對不同重金屬的敏感程度，發現水黴菌對鋅離子較敏感，再來我們對鋅離子做更進一步的研究，我們發現微量的鋅離子反而是有助於生長的，但是超過1ppm 便對水黴菌的生長有害，超過150ppm 時水黴菌則完全無法生長。對於其他重金屬，我們發現當銅的濃度超過450ppm，鉛超過600ppm 皆會使水黴菌完全無法生長。我們只要將疑似受重金屬污染的水或土壤以煮沸或用火燒的方式，進行初步滅菌，並將其放入培養基中，進行水黴菌的平版培養，便能檢測其重金屬是否過量。相較於現行的檢測方式，這種方式明顯較省時、省錢，加上菌種取得容易，判別方式又簡單，且較普遍化，如此一來我們就可以有效的避免銅木瓜等的情形發生了。更進一步，我們亦希望找出能大量吸收重金屬的植物，解決台灣日漸嚴重的重金屬污染問題。

地球暖化問題益趨嚴重，如何節能減碳已成為全世界人類共通的議題，而節約能源是讓全球暖化減緩的重要方法之一。經統計照明耗電占全國耗電量的10％以上，因此；推動較具能源效率的照明產品，已成為節能的重要施政措施之ㄧ。近年來照明設備多元發展，傳統白熾燈泡已逐漸被電子式螢光燈泡取代，因其發光效率優於傳統白熾燈泡，故稱為「省電燈泡」，不僅燈泡外型更加輕巧與精緻，在相同照明條件下能降低耗電量，且能延長使用壽命，大大改善了照明的品質。省電燈泡在國內市場的使用量有逐年上升的趨勢，各家產品良莠不齊，是否真如標示內容？或者仍有其他耗電的因素未被標示？本研究試圖以國中生具備的知能及較簡單的裝置，但以嚴謹的科學方法、精神、態度來探討。

家中頂樓的【自然排風器】，只靠熱空氣上升的動力推動扇葉。其日月不停轉動的力量，讓我想到了發電的可能性。最初我們使用一顆電壓12V的機車用直流馬達當發電機，結果當自然排風器轉速在0 ~ 50rpm時，可以輸出電壓0 ~ 2V，證明自然排風器發電機的可行性。一般馬達必須在高轉速下才能有較大的輸出電壓，而自然排風器轉速大約在70rpm以內，且扭力不足，於是我們在自然排風器正上方安裝一個強扭力馬達來穩定排風器的轉速，並將發電機改安裝在排風器的下緣，終於取得13V以上的大電壓，可以對蓄電池充電。若一個自然排風器發電機可充飽一個電池，那麼許多個自然排風器發電機串聯起來，其電壓及電流就足夠全家照明所須的電源，這是一個相當值得開發及推廣的再生能源電力。

從動手做「Q版」雲霄飛車時就一直無法順利的讓彈珠滑完全程，調來調去都是脫軌而出。最後才發現「速度」、「向心力」與「重心」才是主要的原因。而軌道材質、俯角大小、距離長短、加速度大小、軌道的寬窄等等也是影響成功的變因。當鋼珠來到彎曲軌道時必須克服「向心力」與「重心」的問題，才能順利滾完彎道，直徑越大越好、內凹角度約30度時成功機率較大。然而「安全距離很短」的原因是速度太快，來不及轉彎就飛出去；所以我們利用磁鐵的磁力來改變鋼珠直線滾動的慣性方向及下滑的速度，增加向心力、降低脫軌的機率達成滑完全程的心願。雖然我們不敢乘坐「雲霄飛車」，但在實驗裡仍然是把垂直降落、快速旋轉、懸空翻轉等等實驗都玩遍了。

紙是日常生活中常見的物品，舉凡報章雜誌或日曆等的材質都是紙，但一張紙能承載的\r 重量有多大，幾乎沒有人可以講出很明確的答案，我們就以這樣的概念和想法，來設計四大\r 類的實驗：(1)紙張重量測試；(2)紙張載重測試；(3)沾濕烘乾後之紙張載重測試；(4)紙張載\r 重後之擺動強度測試。想從中了解不同紙材承載重量是否會有明顯差異，最後發現到牛皮塑\r 膠紙袋的承載能力最強，而手把洞口愈小或離紙張邊緣愈遠的，其承載能力會有明顯增加；\r 另沾濕烘乾後之紙張載重測試，除亮面海報紙承載重量略降外，其它印刷宣傳單、大賣場DM\r 目錄紙和報紙都略為提升。雖然結果發現，環保紙袋的可行性及實用性並不高，但從這樣的\r 實驗中，我們體驗到紙的承載能力，並沒有想像中那麼脆弱。

這學期自然課第一單元老師講到「熱和我們的生活」，使我燃起對太陽能爐的熱情。於是，我和老師討論後決定做個研究。老師建議我：先瞭解一些問題，譬如：有哪些方法能聚集太陽熱能？什麼顏色的玻璃當太陽光穿透後溫度最高？什麼材質（顏色）的反射板反射出來的光線最強？於是我先參考書中的知識來做一些實驗，結果發現： 一、透明玻璃較各種有色玻璃在鎢絲燈(仿太陽光)的照射下，光穿透的強度最強。 二、太陽光經反射板反射後，陽光的亮度與溫度與反射板的反射面積大小及表面光滑度成正比，且聚光愈集中，溫度愈高。 三、黑色鍋具的聚、吸熱效果最佳。 依據上面實驗結論及網站上前人的經驗，我們選用較經濟實用的鋁箔、自黏式鋁箔膠帶及自黏式PE 鏡面板做成反射板，並加以組合成近似拋物面(錐形)的反射聚熱爐具，再以透明玻璃容器充當保溫罩，內置易吸熱的黑色鍋，並以185W 赤光燈模擬太陽光照射爐具，經多次實驗改良驗證，終於設計出聚熱效果佳、爐具輕巧好攜帶、製作組裝容易的太陽能爐具。接著我們將這個太陽能爐具放在太陽光下測試，結果真的證實太陽光能將生米、綠豆、雞肉煮熟喔（如圖1、2、3）！