佳作

本研究主要是民國99年3月4日0304桃源地震(原稱甲仙地震)引起大目降(新化)土壤液化噴砂的奇特景象，其中北勢里與太平里的噴砂點與民國35年新化地震相當，可能與新化斷層有關。研究中的五個地點其噴砂顏色皆不盡相同，根據現地採樣及室內實驗，發現噴砂的土壤物理特性在粒徑分佈、淘選度及礦物種類上，與震度、地震延時及水位高低之間都具有規律性存在。另外，在實地量測及參考現地CPT及SPT試驗，發現本次液化都發生在河流附近的沖積層，其液化深度大多在水位深度以下之2m~5m間，預測最大液化深度可達10m上下，所以在建物安全設計及工程選址應特別注意，避免可能的災害發生。

一、本實驗最大特點在於使用同一個實驗模式，從事五個不同的研究，分別是 氣體分子量測定；二氧化氮的偶合反應；鐵與稀硝酸反應生成氣體的探討；鋅片及鋁片與鹽酸反應之反應速率及反應級數的測定；鋅片及鋁片與鹽酸反應之反應活化能的計算。二、本研究的分子量測定實驗，亦可用以測定其他氣體的平均分子量，其方法非常方便且精準。三、本研究可經由較方便且簡易的方法來測定出二氧化氮偶合反應的平衡常數與反應熱。 四、經本實驗研究發現到鐵與稀硝酸反應後生成一氧化氮而非氫氣。五、在鋅片及鋁片與鹽酸的反應中，對鹽酸皆屬一級反應。六、本研究所計算出之鋅片與鹽酸的反應活化能為21.5kJ/mol，鋁片與鹽酸的反應活化能則為89.9 kJ/mol。

發電扇葉加一個環就可以提升發電量？！ 本篇報告初階實驗發現前小後大的環(風透鏡)，放在扇葉後方比前方效果佳(研究一~四)。進階實驗探討扇葉後方加裝各種風透鏡，發現後方口徑邊緣有凸起，有更大的發電效果(研究五)。做連續測試將皆可放大風效的兩風透鏡結合成雙環，發現效果最好的依然是單一有凸起的後方風透鏡，偏離預設的雙環結合(研究六)，最後我們測試風透鏡前後風速，透過流場顯像，做出氣流運動模型，解釋風速放大實驗結果。最後針對風速與發電電壓，討論出有凸起的風透鏡發電效率約為1.7 (研究七)。 綜合以上，以風透鏡為探究主軸，以簡單器材實際動手做，從實驗觀測切入學理，希望能以小風吹扇葉，發電效益卻可如同大風吹一樣。

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。

我們以振篩器和垂直震動器進行實驗，來探討顆粒體的密度、形狀、表面的光滑程度、顆粒間的粒徑比、顆粒表面覆上的液體黏滯性及振動方式等因素對顆粒體對流的影響。實驗結果發現：主顆粒表面光滑、背景顆粒表面粗糙且顆粒細長時，主顆粒較易被推擠上升。當主顆粒及背景顆粒表面覆上液體時，當液體的黏滯力愈大，對流速率減慢。振東方式會影響背景顆粒的流動效果。以桌球為主顆粒，改變背景顆粒粒徑時，當粒徑比(r桌球/r背景)小於3.29時，因垂直推擠主顆粒向上的分力較小，主顆粒便不易再被推擠上升。當小顆粒在上層、大顆粒在下層時，顆粒間會有對流現象，且粒徑比(r大/r小)愈大，對流速率愈快；粒徑比(r大/r小)＜1.66時，下層的大顆粒不易向上流動。

因為讀數論的同餘方程時，看到許多一元二次同餘方程的解法，又在不定方程中遇到ax2 + by2 = k 這樣的題目，使我開始思考這個問題。

經過使用DVD來自製光譜儀儀器不斷的設計改良，本實驗得到很好的分光效果，病應用自由軟體Image-J畫素分析得到光譜數據。另外，探究以日光燈、固定波長的紅光雷射、綠光雷射作為光譜數據分析校正(自訂校正公式)，誤差率僅為標準光照的千分之1.5~1.8之間。最後，使用自製DVD光譜儀觀察不同濃度的硫酸銅，硫酸鋅及硫酸、氯化亞鈷的水溶液吸收光譜。結果發現硫酸銅在紅光的區域有吸收，但是硫酸鋅及硫酸並無明顯的吸收。最後驗證此自製便宜的光譜儀可以觀測到硫酸銅吸光度有隨濃度變化，雖然方法較為繁複，但可為節省經費的分光度計設計與應用。

本研究首先探討井字型、田字型、沙漏型與雙三角型等四種冰棒棍骨牌結構的彈開效果(音量、彈開高度和反應時間)。發現井字結構效果最好，且骨牌彈開高度會呈現遞增到一定高度後不再增加。接著研究井字型結構的疏密度、厚度、在不同材質上彈開以及兩端為起點等變因，對彈開效果的影響，結果顯示：(1)骨牌的疏密度1.40公分時，彎曲高度最高，彈開效果最好；(2)厚度2.0mm骨牌的彎曲高度大，彈開效果較好；(3)地面材質平坦且堅硬時，骨牌彈開效果較佳；(4)以兩端為起點施放骨牌，能量的釋放具有方向性。我們並首創了「彈力點分析法」，可以有效的解析彈開效果。最後研究骨牌結構間的銜接，讓骨牌可以做到轉彎、分岔等動作，也製作了兩組環保鞭炮。

一、4×4骨牌同心圓 1. 下圖一則成功的4×4骨牌同心圓示例：（1） 內圓（紅色部分）每行每列總和皆相同都為3。（2） 外圓（含紅色部分）每行每列總和皆相同都為9。（3） 設計源自於骨牌魔方陣的變形，本遊戲不探討對角線的總和。 2. 本研究發現：（1） 4×4同心圓之內圓總和≠外圓總和。（2） 4×4同心圓的內圓總和範圍介於1≦內圓和α≦11。（3） 當4≦內圓和α≦8時，其外圓總和β的最小值與最大值有其固定的範圍：α＋1≦β≦α＋11。（4） 當內圓和不在4≦α≦8的範圍內，其外圓最大值逐漸從兩頭遞減；外圓最小值逐漸從兩頭遞增。（5） 4×4骨牌同心圓的排列方式有七大類共32種。因不同骨牌排列的變化，會產生更多4×4骨牌同心圓的拼組可能。 二、5×5骨牌同心圓 1. 下圖一則成功的4×4骨牌同心圓示例：（1） 3×3內圓（紅色部分）每行每列總和皆相同都為12。（2） 5×5外圓（含紅色部分）每行每列總和皆相同都為17。（3） 設計源自於骨牌魔方陣的變形，本遊戲不探討對角線的總和。 2. 本研究發現：（1） 5×5同心圓的內圓總和≠外圓總和。（2） 5×5同心圓的內圓總和範圍介於4≦內圓和α≦12。（3） 當7≦內圓和α≦9時，其外圓總和β的最小值與最大值有其固定的範圍：α＋1≦β≦α＋11。（4） 當內圓和不在7≦α≦9的範圍內，其外圓最大值逐漸從兩頭遞減；外圓最小值逐漸從兩頭遞增。

睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲，而本研究證實：此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性，並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造：較輕的質量和較長的腳使其能夠憑藉表面張力於水上站立和移動，並且在登岸時可以產生物理中的Cheerios Effect快速吸附陸地，水中生活的機動性因而極高。另外，睡蓮蚜的腳有彎曲的特徵，加強Cheerios Effect 的效應，加強登岸能力。睡蓮蚜的腹面氣孔亦有朝兩側生長的現象，以適應水上腹面經常碰觸水面的生活。