佳作

一氧化碳是燃燒不完全時所產生的氣體，它可以在數分鐘內使人致死。近年來有許多死亡案件都是關於“一氧化碳”中毒，在冬天裡更是常常聽到這些駭人聽聞的新聞消息。一般民眾總認為倒楣的事不會發生在自己身上，導致每年都會有因疏失而犧牲寶貴生命的事件，歐洲已經有立法嚴格規定每個人的家中都得安裝一氧化碳偵測器，而日本實施這項政策也有 30年之久。所以我們決定以電子樂高ＲＣＸ和ＮＸＴ可程式控制器相關零件作為研究基礎，結合市售的一氧化碳偵側器，組裝出更安全的“一氧化碳”偵測設施，進而模擬測試，期盼能推廣使用。有了一氧化碳自動感應窗，如果發生了一氧化碳濃度過高，就算是只有小孩在家，也可以減少意外的發生。

從有關黑洞數字的兩個有趣問題開始引起我們的研究興趣，進而自創互補數差法則，繪製出自然數大爆炸圖譜，發現可以用因數分析法預測和檢驗圖譜中的數圈系的類型及大小。我們也從數圈系觀察到數圈內的數字存在著等倍數列的關係，於是創造出 K--N 法則，繪製出 K--N 大爆炸圖譜，並在繪製過程中發現橡皮筋現象。最後我們分析 1--N~4--N 大爆炸圖譜，得到許多從來沒有人發現自然數黑洞現象的奇異結果。

本實驗主要探討具異形葉性的植物－異葉水蓑衣(Hygrophila difformis)異形葉的變化和\r 不同環境因子測定之下的關係，我們利用光度、光質、二氧化碳、交換水陸環境、噴灑Ethephon\r 的不同環境因子來觀察異形葉的變化。我們以水陸生植株的各項特徵(葉形缺刻、葉綠素a/b\r 比值)當作標準值，發現高光度及在水中通入二氧化碳會使植株葉形趨向陸生葉，將水生植株\r 去淹水也得到相同的結果，而將陸生植株淹水在本實驗測定時間(28 天)中並未發現葉形有明顯\r 變化，對陸生葉噴灑Ethephon 使植株產生乙烯，並增加陸生葉氣孔的數量，但在異形葉的形\r 成上並無明顯影響。由本實驗各項結果看來異葉水蓑衣的異形葉的確會因為環境的改變，調整\r 葉形及生理特徵，使其在所處的環境之下能夠達到最好的適應。

某次的生態觀察讓我們對蓬萊點琉璃蟻的特殊行為感到興趣，因此激發我們的好奇心，定為此次科展題目。針對我們感到疑惑的問題設計實驗，逐一探討與深入研究蓬萊點琉璃蟻，發現與文獻記載分布不普遍有所牴觸，經過實驗與觀察後了解蓬萊點琉璃蟻為優勢之歸化亞種，能應用於生物防治，有助於阻止外來種家蟻的擴散。

經過我們努力的實驗後，我們發現：離子運動可以產生磁場，離子運動時會受到磁場作用而受力轉向。離子電流的磁效應，其關係式 ，其中I為電解質溶液電流，d 為與電解質溶液管線距離，而且溶液濃度越大，產生電流越大，則磁場越大。在外加磁場下，電解質溶液導電時仍遵守歐姆定律，但是對溶液的導電性沒有明顯影響。利用磁場作用下離子的運動可觀察到離子的導電性，離子移動速率越快，導電度隨著升高；並進一步瞭解到濃度越大，由於離子間的作用力，會使個別離子移動速率和導電性降低。

過錳酸鉀在水中魔幻似的擴散，令人看到屬於科學的美麗與神秘。擴散一向被 認為是簡單的概念。濃度、溫度與管徑，是影響它的三大因素。我們的研究，設計 了四種裝置，來探討物質在水中的擴散。分別是固定式，持續滴入式，單向電錶式 與雙向擴散裝置。以固定式裝置，單純的觀察過錳酸鉀的紫色跑多快。以運動學最 簡單的「速率」定義，來探討這些變因有什麼關係，結果如下：自行定義的擴散速率=趨勢線斜率x濃度梯度→趨勢線斜率正比於溫度與管徑截面積。 這種設計，可以進一步研究溶質在水中擴散所受到的阻力：阻止過錳酸鉀擴散 的效果，鎂離子比鈣離子強，而且鎂離子濃度愈高愈好。電錶式擴散裝置，利用導 電性造成電錶指針瞬動，把所有的無色離子擴散研究變成可能。雙向擴散，離子相 撞產生沉澱，都提供了研究液體擴散的新方向。

※本文所探討的是關於有趣的移位遊戲 (本文問題一，共討論三種情形)：偶數個硬幣依序交錯排成一直線，設有反面硬幣數n 個(ex.正、反、正、反→反、反、正、正)，最少移動次數 n(n+1) /2次；偶數個硬幣數非交錯(ex. 正、正、反、反→反、反、正、正)，最少移動次數n2次；與奇數個硬幣數非交錯排列(ex. 正、正、反→反、正、正)，最少移動次數n(n+1)次。 (本文問題二，共討論五種情形)：利用技巧定義出｢跳島攻法｣，當移動過程符合跳島攻法，可得到最少移動次數步驟，其最少移動次數的公式：※當符合（空格數/字母數）≦1/2 時，奇數個字母為 N2 + 3N − 8/2 次；偶數個字母為 N(N +1)/2 次。 以上雙主題研究皆以數學歸納法證明公式正確性，希望藉此推廣到一般移位遊戲，謝謝！

集約式水產養殖過程中，過高的生物排泄量往往分解不及而積累在環境中，容易造成生物體弱化而發生各種病變，而以益生菌改善根本的養殖環境是一個近代熱門的研究方向。我們在點帶石斑魚消化道挑選出四組菌株可以提升石斑稚魚存活率，16S rRNA之定序結果分別為光合細菌、希瓦氏菌、乳酸桿菌以及枯草芽孢桿菌。其中希瓦氏菌屬的NB1菌株具有良好的亞硝酸根與氨氮廢物降解能力，且非行一般硝化作用途徑。而在室內石斑魚孵化繁殖過程，添加NB1菌使石斑魚苗存活率明顯提高；室外白蝦育成池投放NB1菌，明顯改善水質與提升生物活力。因應世界的綠色思維，考量永續經營與對人體健康，有機養殖必成為新趨勢，也許NB1菌有希望在未來這波養殖漁業的演進中佔一席之地

金錢草（Drosera burmanni Vahl）是國內瀕危稀有的食蟲植物。本項研究自92 年9 月至93年6 月，就前埔溪畔金錢草族群分布和變化、生長環境及植生的適應進行調查。金錢草生長在溼地，土壤的濕度是其生存的主要因素，在前埔溪畔E 區生長地是一荒廢農田，終年土壤潮濕，最適於金錢草成長，族群最大時達1600 餘株，極可能是目前國內金錢草族群最大的棲地。4~5月是金錢草花朵盛開的月份。金錢草對於貧瘠砂質濕地的生長環境有很強的適應力，該生長地僅有莎草科和少數植物可與它們競爭演替，人為的開闢及踐踏導致金錢草族群逐漸萎縮，及早劃定保護區或可挽救它們垂危的生機。

因為戶外教學時，對地層下陷現象的好奇，所以我們想探討地下層下陷的原因和建築物下陷的現象。我們用模擬地層構造的方式做實驗，並試著從實際環境中找證據。根據實驗結果，發現下陷的主要原因來自於放水，而且反覆加水放水會加重其下陷程度。另外我們又發現地上的物體越重，下陷越嚴重。同重的物體，底面積越大，下陷程度會較少。而海水和淡水使土壤和物體下陷的程度差不多。跟實地環境對照，我們認為超抽地下水，雖為地層下陷的主因，但反覆的抽水和補充，也是加速下陷的原因也是加速地層下陷的幫兇。而地層上建築物的下陷程度與重量和底面積有關，建築物底面積越小、重量越重則下陷越深。