佳作

高一在學校上車床實習課時，每個人的第一步驟就是調整車刀高度來校正中心，調整時需使用很多的墊片，所以每位同學都買了一盒墊片，全校機械類組一個年級有七班，每一盒2kg，所以每一年我們學校共浪費了500kg的資源，更何況現在正在提倡節能減碳，真的不環保，而且墊片規格很多，校正中心時需要反覆的拆裝，不僅浪費太多的時間甚至連螺栓都遭到破壞或對不到中心，每當車刀太高或太低會造成牙角變大錐度值變小的問題而且不同的加工又需更換不同的刀具。因此我設計了「Linsanity刀座」，把複式刀座改良不需複雜的構造或用配合來工作，目的就是取代墊片的繁雜性進而節省時間，以致快速對準中心且不用再校正，更可以隨時精確的更換刀具且不用考慮校正之問題。

在日常生活中處處可見幾何多面體在我們四周，像是 1996 年得到諾貝爾化學獎肯定，英、美三位教授首次發現的巴克球（C60 Buckyball），是由六十個碳原子組成的球狀分子，經施加壓力後硬度提昇至較鑽石硬，其結構便是切角正二十面體。由上可知，在現代醫療、科學、環保環環相扣的趨勢下，我們可以把常見的幾何多面體，經過詳細的生產流程設計後，量產成為供觀賞的藝術品。為達到量產的目的，我們使用繪圖軟體將多面體形狀模擬後，進行分解，並討論面與面的夾角。在生產時會有夾持不易的問題，所以需思考利用其結構特性設計模具。當中需要配合到工程數學、投影幾何學、機械製造，設計最有效率的生產模具，以便在生產時快速夾持，避免產生角度錯誤或是偏差。

本實驗以厚紙板為原料，作各種不同的迴旋鏢，改變其長度、中心凹凸程度、傾斜程度、邊緣膠帶的圈數與纏繞膠帶的位置，以捲尺和碼錶量測其迴旋半徑及時間，觀察其飛行軌跡、週期和迴旋半徑之間的關係。由討論數據變化之趨勢，及引進白努利定律、牛頓運動定律來解釋迴旋鏢軌跡變化與力的關係，希望進而了解如何設計出適合各種環境的迴旋鏢。

由收集資訊知道，全國校園噪音源以公路噪音最多。 又根據我們查訪本市各級學校結果，發現本市學校遭受外來噪音干擾情形頗為嚴重，原因是教室緊鄰大馬路，而圍牆又沒採密封式建築，沒有隔音效果（放棄防噪音第一道防線）。 首先由本市各級學校的圍牆現狀調查並拍照製成卡片，再經分類、統 計、比較。 其次，利用木板，自己設計，製成型體不同的實驗用隔音牆，在實驗箱內做噪音測試。發現戴帽的隔音效果最好，可惜全市只有一所學校圍牆是戴帽子的圍牆。最後，我們根據研究二研究紀錄卡，至本市各學校（抽樣）校園進行實地測試噪音量；並選擇能夠加帽的圍牆，用準備好的材料加帽後，測試噪音量；我們發現，竟與實驗用隔音牆之實驗結果不謀而合！ 總而言之，我們認為要提升國民「拒絕噪音」的共識，必須讓大家參與噪音監測工作，並就研究提出建議，以做為學校圍牆之建築設計、改進及新建校舍規劃之參考。

在某一次的打掃時間，不小心將水桶打翻，所有的水都從四樓落下，看到\r 這天雨散花的一刻，我們對這些液滴有很大的好奇：在空氣阻力的作用下，她是\r 否為圓形呢？大小不同的她們是否同時落地呢？這些是否牴觸伽利略在比薩斜\r 塔上所做的實驗結果：不論輕物重物皆同時落地？\r 在一個偶然的機會，物理老師林老師在課堂上表演了一次「油水實驗※」，\r 我們因此做了聯想，可以用油水互不相容的特性來做我們的實驗，一方面可以滿\r 足我們的好奇心，另一方面也解決了下落(終端)速度過快的困難，展開了重重困\r 難的科展旅程！\r ※油水實驗：首先知道酒精、油、水的密度分別不同，又因為油與水、酒精不相\r 溶，但酒精又可以溶於水中，於是一開始放滿油，在調整水：酒精的質量比，調\r 至與油近似後，倒入油中後，再微量加入酒精或水，使得水酒精混和液滴在油中\r 上上下下，因而觀察到他的形狀非標準的球型。

摺疊傘在市面上並無合適的裝置作整理，本研究研發手動及自動捲傘機，將傘葉收拾整齊，縮小體積來集束，並將其捆紮，解決雨天雨傘的收拾問題。手動的是設計傾斜支撐板和矩形閘門，讓雨傘在其上旋轉，以整理雨傘骨架並刮除水分；參考束口機的設計，研發用以捆紮的裝置。考量手動操作較難，因此改良為自動捲傘機，改裝部分為：製作固定傘的裝置，利用馬達、齒輪和皮帶，機械化旋轉與移動以達到集束與捆紮，全程以微電腦控制，使其自動化。手動捲傘成功率為88%，自動的也可以順利捆紮，經過兩者捲傘後，刮除水量 0~29c.c.都不會滴水。目前修改並打橫裝置，使馬達提升移動速度，並減少摩擦力、增加支撐力，操作模式改為同時轉動與移動，縮短捲傘時間。

本實驗藉由調整溫度差及鹽度差來模擬密度流在三維海洋空間下的分段時間流動，利用簡易器材模擬不同變因下的流動差異，可應用於地球科學之洋流模擬。實驗後發現溫度差或鹽度差增加使密度差加大，則洋流流速加快；且溫度差主要影響不同緯度間的水平橫向運動，鹽度差主要影響不同海層的鉛直交替運動。其中還發現低溫的下沉水團產生崩湧現象，會因堆積崩毀產生一陣陣加速潮。另外觀察到混合增密現象，發現此現象由兩密度相近的水團混合產生，混合後水團密度增加而呈三角結構下沉，但若密度相差太大則不發生，且溫鹽度差越小越易混合，但溫鹽度差越大則密度增加越多。在綜合模擬中看到，由於溫度分布變化較大，故海底的水流多屬溫度控制的水平流動。

這是一個好玩又特別的拼湊卡遊戲，我們發現和拼湊卡有關的科展研究曾拿過 3個全國第一名(第 31 屆初小、第 32 屆高小、第 41 屆初小)，但我們詴著從另外的角度出發，在紙卡上畫出兩面均是 4 欄*4 列的格子，利用不同的切割方式，產生不同格式的拼湊卡，接著訂出每一型的遊戲規則，再經由不同的摺法所產生之田字型數字組合的數值，其數值必須是連續性，我們藉由嘗詴研究與歸納整理，詴圖摺出理想中田字和連續之最大數值。

本研究的主要目的在於探討不同的電極材料在電解水實驗中之影響，透過「複式顯微鏡＋數位相機」（我們稱之為「顯微攝影法」）清楚地將電解反應前後的電極表面情形觀察清楚與紀錄，並歸納所學物質的物性與化性，以了解電解水的正負極氣體產量體積比，從而試圖找出電解水時，符合理論值正負極氣體體積比為1：2 的反應條件。 綜合研究結果，在本研究的實驗設計下，所探討出的用來電解水時，欲達到符合理論值正負極氣體體積比「氧氣：氫氣＝1：2」的最佳反應條件如下： 一、輸入直流電壓值＝9 伏特（最好電源供應器較穩定）。 二、使用「不鏽鋼」電極（正負極相同）時：在﹝NaOH﹞＝0.5M。使用「碳棒」電極（正負極相同）時：在﹝H2SO4﹞＝0.5M。 三、其它控制變因的條件：兩電極距 3cm、兩電極面積均同、兩電極與外接銅線須絕緣（可用AB 膠效果最好，其它像快乾膠、Silicone、絕緣膠帶，我們試過都不好用）。

著名的荷蘭籍藝術家M.C. Escher以手繪的方式，創作了許多豐富且極具創意的密鋪圖樣。然而，在張瑜軒的研究[6]中，以加減遞補的方式來詮釋M.C. Escher的繪圖方法，這對於結構解析與製圖的設計方法上並無太大幫助。本研究主要以正方形為基本單元，首先利用已知的4種等量變換 (Isometry) 推論出正方形磁磚邊的作用方式共有9種；再利用窮舉的討論出共有47種設計方法，其中44種可以密鋪；並對M.C. Escher的圖樣做結構解析，在結構解析下配合快速且精確的方法製圖，創作新圖樣。最後，從二維平面延伸到曲面及立體圖形上，探討正方形磁磚在各種不同曲面及立體圖形可密鋪的設計方法。如：環面(Torus)、圓柱曲面(Cylinders)及著名的莫比紙圈(Mobius Strip)和正六面體(Cube)，在適當軟體的支援下，將可以在平面與曲面上輕鬆製作富有創意的新圖樣。