理化科

為了研究各種茶種間的不同，以及在不同環境下對其的影響，本研究進行五項實驗，研究八種不同茶種、熱水沖泡室溫保存與冰水沖泡低溫冷藏、通入二氧化碳與通入氧氣之茶液之酸鹼值還有顏色變化的不同，發現完全發酵茶酸於部分發酵茶，更酸於未發酵茶，而顏色部分，完全發酵茶較部分發酵茶深，更較未發酵茶深。 若比較以熱水沖泡常溫保存或以冷水沖泡低溫冷藏所得之茶液比較，發現熱水沖泡常溫保存之茶液較偏鹼性且顏色較深，並且以鋼絲絨生鏽的速度驗證了茶具有抗氧化的功效，而本組意外發現二氧化碳也能夠減緩氧化的速度，經由多次的比較結果更證實了其結果之正確性了。

經過了一兩個月的研究討論與重覆的實驗，歷經無數次嘗試錯誤，我們終於從懵懂無知，進而瞭解，原來複雜的科學現象，可經由不斷地實驗與科學方法將其一一剖析，變成簡單而合理的解釋。最後的結果，讓我們深深地體會：我們好像科學家，找到一把簡單開啟通往神秘自然界的鑰匙，我們相信這顆種子已深植在我們心中。將來一定會茁壯，在人生的道路上，我們一定會用這種方法去找到通往成功的簡單之鑰--------一定有方法只是你找不找得到。

本研究是利用Seebeck效應使熱電元件經由兩端的溫差產生電能，以太陽能為元件之天然熱源，發現除與紫外線的強弱有關外，也與地面氣溫有密切關係，實驗中以改善實驗裝置來配合不同的環境。本組發展出新穎的充電方式，以0.50V的初始電壓對充電電池蓄電，在三小時後可得0.30V的電壓。焊槍雖產生了較高的電壓，但為小面積的熱源；而放置於冰箱壓縮機大面積受熱，雖僅有10.8℃的溫差，竟產生了28.3mV的電壓；熱端加裝銅片後，提高了熱端的溫度，熱不易往冷端傳導，增加了兩端的溫差；元件的電壓值與溫差約略成正比，斜率為2.6744，如果兩端的溫差提高至673℃，則可驅動充電電池裝置。另外，實驗中模擬了利用廢熱發電，如能有效的加以利用，相信可以達到綠色環保家園。

我們利用光敏電阻的感光性，製造簡易的儀器，並使用三用電錶測量其電阻大小，來探討脫色實驗各種變因的影響與比較，同時由自治儀器所測量出的電阻值，也可以作較客觀且準確的比較判斷。

要了解葉子飄落有無規律，我們搜尋幾種葉子，加以分類，再分別釋放，觀察其落下的情形。結果發現，業原有翹起的，其落下的路徑較穩定。為了精準的控制變因，我們用正方形的紙張，分別將其四邊折起一小段來觀察其落下的情形。結果發現，吳折邊的紙張落下會翻滾亂飄。有折邊的紙張，會向折邊的中點位置飄去。我們利用簡易風洞來探討折邊紙張的運動原因，首先在風洞下方燒樹枝製造煙霧，在觀察紙張周圍氣流流動情形。結果發現氣流經過紙張後，會向中心捲入，撞擊紙張折邊，使折邊紙張向固定方向飄落。接者改用折兩邊的長方形紙張來做實驗，竟然會旋轉，而且剛開始旋轉方向和後來旋轉方向相反。經過仔細研究才發現，剛落下時速率慢，阻力小，捲入的空氣推動長邊的力量較大，所以由長邊轉向短邊。當落下愈來愈快時，阻力大於捲入空氣的推力，使阻力推動長邊的力較大，改向反方向旋轉。由以上的實驗我們終於了解折邊紙片落下的原因了。

本實驗藉由製作珍珠板飛機，期望能夠多了解一些飛行的原理。在翻閱了一些文獻的資料之後，發現影響飛行的要素主要有「機翼形狀構造」、「發射仰角」、「重心的位置」等。我們分別對這三個因素做研究，並根據所得到的實驗結果做出其相對應的討論。最後我們找出了實驗中最適合於飛行的各種參數設定。

自然與生活科技課程中有許多化學實驗是利用肉眼來進行結果的判讀，常因觀測者個人的差異而造成數據解釋上的誤差，例如南一版第四冊第一章實驗 1-2「溫度對反應速率的影響」中，利用硫代硫酸鈉和鹽酸的反應所產生的黃色硫沈澱遮蔽錐形瓶底部「+」符號的時間來觀察反應速率，常發現觀測者彼此之間的差異很大。為改進此一缺點，利用硫化鎘(CdS)為光敏電阻的材料連接電源及三用電表，並以白光 LED 為光源；在光照射下的電阻值較小，因反應進行後產物黃色硫沈澱會遮蔽了光對於光敏電阻的照射而導致電阻值逐漸增加。藉由測定電阻值達到一定值所需要的時間來取代肉眼判讀硫沈澱遮蔽錐形瓶底部「+」符號所需的時間，結果發現反應物的濃度愈高或反應的溫度愈高，所需達到一定電阻值的時間就愈短，彼此間呈線性關係，與肉眼測定的結果比較，準確度較高，且儀器體積小組裝方便可用於同類型的實驗。

霧，造成人們生活中的諸多不便以及危險，良好的除霧劑可以幫我們免除霧所造成的不便與危險。本研究，藉由一連串的實驗，找出日常生活中最好的除霧劑與其最佳除霧濃度。在研究設計中，我們利用視力檢查的儀器，試著將除霧效果量化、以便能夠做更客觀以及科學化的比較。在實驗中我們發現，日常生活用品中，如果將其不溶解物質過濾之後，有助於除霧效果的提升。而且這些日常生活用品所泡製的除霧劑，除霧效果可達一週之久。我們也發現表面張力以及不溶解粒子跟除霧效果有密切的關係。

以液晶螢幕的構造方式作為架構藍圖，利用重力將透明物質(膠帶)的性質改變，觀察並分析顏色變化與物質所受重力之關係。實驗發現當加掛重物時，膠帶會拉長，厚度會變薄，故各色光經偏光片在膠帶厚度不同的情形下，旋轉的角度不同，當各色光經偏光片時，光強度均不同，所呈現出的顏色才有所差異，且長度變化量越大，顏色變化越明顯。數據計算中可得知，當砝碼重量高於某值時，膠帶伸長量與砝碼重量有正比關係。由紀錄中發現膠帶斷掉所受的力約為膠帶顏色開始變化時受力的2倍。若應用在繩索或鋼索上，其常因彈性疲乏而斷裂，可在其上方加上可旋光的物質，再包上一層偏光片，由顏色變化就能及早發現彈性疲乏的現象。

我們以生活中常見的食品，如：蕃茄醬、醬油、醋等酸性物質，對監獄中的鐵窗進行侵蝕模擬，針對不同金屬（鐵、不鏽鋼、銅、鋅、鋁）腐蝕情形進行實驗。其中本組與歷屆科展實驗較不同的是－通上了直流電，我們意外的發現了蕃茄醬、醬油及醋的腐蝕性極佳，其次是味精水溶液。而以鹽水來說，金屬的體積不減反增。關於通上直流電的實驗我們發現以金屬充當兩極也有可能造成腐蝕情形，結論為味精水溶液的腐蝕性極佳，便以它當作電解液來實驗。結果意外發現活性小的銅用此種方法的腐蝕效果極佳，而鐵的作用也不差。我們實驗的五種金屬的最佳腐蝕方法如下：一、 銅在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。二、 鐵普遍會氧化，在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。三、 不鏽鋼在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。四、 鋁在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。五、 鋅普遍在酸性溶液中腐蝕效果都不錯。