佳作

本研究主要在探討晶體成長的各因素及其應用，我們先找出適合結晶的條件，然後進行四種礬的晶體培養，以及「包心結晶」探討，接著在雙、三溶質結晶的實驗，發現明礬與紫礬獨特的融合結晶現象，也利用顯微鏡結合縮時攝影機做微小晶體的動態觀察，以顯微測量技術計算晶體成長速率及使用軟體量取晶面角，我們做出了以下特色 : 一、培養出比前人所做更大的結晶。 二、培養出明礬與紫礬的融合結晶。 三、培養出大型及極微小的五層包心結晶，並找到最適合的包心結晶條件及修正晶形。 四、將縮時結合顯微攝影，對微小的結晶進行動態拍攝，計算出結晶速率，以及使用顯微測微技術運用在晶體測量上，增加測量準確度。

利用氧化還原反應，鋁的活性較銅大，因此鋁扮演失去電子的角色，將鋁片放入2 M KOH，銅片放入模擬含銅高濃度之廢液1 M CuSO4，銅廢液之Cu2+ 離子得電子析出於銅片，原本濃度高達 6.35×105 ppm之廢液，經回收後Cu2+ 離子濃度下降至1.999 ppm，符合行政院環境保護署規定之放流水標準3.000 ppm，Cu2+ 離子回收率達99.99 %。達到淨化銅廢液的效果，同時氧化還原過程中可產生電能，接上蓄電池，儲存產生之電力，其電壓1.575 V及電流3.05 mA。 利用上述的條件，製造出裝置模型，我們並利用塑膠桶及藥品瓶、橡皮塞、珍珠板、5組球閥、透明塑膠管、塑膠接管，製造本研究裝置模型。 裝置優點：半連續式多級操作、回收銅金屬、產生電力、淨化水質達法規之標準、製作成本低。

傳統的太陽電池大都是由矽、及I-VI 族的砷化鎵製成。除了製作程序步驟繁複外，亦需極昂貴的儀器設備，對高中生研究環境來說算是很難達到的。所以本實驗採用較簡單的凝膠方式製作太陽電池薄膜，而且採用現在最熱門的TiO2 奈米材料製作太陽電池。本實驗之太陽電池曾在早期將TiO2 粉末製作成凝膠太陽電池薄膜，除了在數種不同光敏物質添加研究外，而這次本研究採用較新式的TiO2 酸性溶液為電池製作的主要材料，其間的差距在於實驗過程中添加了噴塗酸性溶液的濾網，使產生光電子的容納空間增加許多，產生光電流效率因而提升甚多。 另外本研究一種較創新的設計是將TiO2 凝膠薄膜(thin film)長時間退火所產生的缺陷(孔洞，void)變化。由退火時間加長及退火溫度提高可知TiO2 凝膠的空洞皆變大且減少甚多。如此本實驗太陽電池的照光電流亦提升甚多。退火後凝膠型太陽電池最大光電流可達80μA，酸性溶液太陽電池最大光電流可達90μA。退火前後的孔洞變化可經由光學(OM)、電子(SEM) 顯微鏡加以觀察TiO2 凝膠薄膜表面的孔洞變化，另再配合孔洞密度計算測試(void density estimate， V.D.E.)去定量記錄退火前後的孔洞改變。本實驗TiO2 凝膠薄膜孔洞密度約為 7~9 x10E12 /㎡，最適當的退火(含退火時間、溫度適當控制下)下，孔洞密度可降至 6 x 10E11 /㎡ 以下，如此使奈米TiO2 太陽品質提升不少。

從不同旋球撞擊球桌的聲音會有差異，利用發球機進行桌球選手的實測，發現選手分辨不同旋球之撞擊聲與年齡及練習時數有關。 我們將錄製的撞擊聲經過Godewave及Origin進行頻譜分析，發現球桌振動的基頻有133Hz、153Hz、180 Hz、200 Hz，並判斷音色及音高略有不同。 我們試著找影響球桌基頻振幅組成的原因，測量了不同的球速、飛行距離及球桌角度的撞擊聲，發現正向力不同及撞擊位置不同，也會影響球桌基頻的驅動，但發現並無絕對關係。最後量測球桌邊長，利用公式v = f×λ代入計算，發現基頻與球桌特徵長度相符，並且推論旋轉方向與特徵長度方向為平行，可得之兩者有顯著關係。

在校園水生池發現一顆顆的黑點點，經圖鑑比對發現是瘤蜷。瘤蜷的外形特徵是螺殼有顆粒狀螺肋，常見螺長約1-3cm。瘤蜷是台灣優勢的淡水螺，也是水質的「指標生物」之ㄧ。我們調查社區的森林公園水生池、植物園水生池都發現數量較多的瘤蜷；但新整建完成的濕地公園生態池旁，卻發現有許多乾掉的螺殼，池中沒發現瘤蜷。我們觀察瘤蜷的行為習性，發現瘤蜷喜歡棲息在乾淨的水域；運動方式主要為爬行和漂浮，流線型螺殼、顆粒狀螺肋及改變螺殼攻角讓牠們更適應水流；縮入殼內、鑽入泥沙及殼色與棲地相似，是常見的自我保護方式。我們也發現飼養的瘤蜷有跟隨爬行的行為，實驗發現加入隊伍方式、光照、空間、水深、水溫及底質都會影響瘤蜷跟隨爬行的行為。

本研究探討利用截最少顏色段數來組合最多連續整數1、2、3…k-1、k 顆珠子的手環，不\r 同顏色段的珠數可以是1 個、2 個、3 個…，將相鄰顏色的珠子單一、兩兩或三三以上互相組\r 合在一起，組合出最長且最多種不同長度的鍊子。我們發現有趣之處，當手鍊上有N 種顏色段，\r 最多可產生1+N×（N-1）種串珠的組合，手鍊總珠數為1+N×（N-1）個。而且我們參考並修改\r 相關歷屆作品的研究方法，找出比較快速且可篩選過濾重複組合的方式------利用abcde…\r 找出段數所代表的數字，再以數字的排列組合找出相關的隱藏組合，最後利用Excle 程式檢驗。\r 當段數愈多，間隔的組合就愈繁多，從這些繁多的組合中，我們找出1 段~6 段（也就是總珠子\r 數1 顆~31 顆）的最佳解。

在冬天的時候，許多人會使用護唇膏滋潤嘴唇，我們查詢護唇膏中的色素成分，幾乎都是人工色素，會造成健康傷害，我們想要製作出天然的護唇膏，以解決健康上的疑慮。我們選用紅色系的色素材料:火龍果皮、洛神花和辣椒色素，比較三者的抗菌性、保濕性和抗氧化性，我們發現以下結果: (一)三種材料都有抗菌性，而洛神花的抗菌性是三者中最好的 (二)保濕性以火龍果皮最佳，辣椒最差 (三)抗氧化性是辣椒大於火龍果皮 接著我們將火龍果皮、洛神花和辣椒色素製作成天然護脣膏，請同學們試用後填寫問卷，調查同學們對這三種天然護脣膏之舒適度、吸收度、著色度、保濕度及口味好感度的滿意程度，以作為將來開發天然護唇膏的方向。

針對三角形 ?ABC ，以其三邊為底，同時向外或向內作三個相似等腰三角形?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC ，我們發現 'AA 、 'BB 、 'CC 三線交於一點──「第六個心」。其實，第六個心並非由 ?ABC 所決定唯一的一點，乃是隨等腰三角形?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC 的變動而有所不同。隨等腰三角形 ?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC 的變動，第六個心在平面上形成的軌跡為等軸雙曲線﹝漸近線互相垂直﹞，並且通過 ?ABC 的三頂點、重心以及垂心。我們研究的範圍包括：雙曲線的無窮遠點、 'AA 、 'BB 、 'CC 交於無窮遠點的判別條件、尤拉線的推廣等。為了研究以上主題，我們引進了一些額外的數學工具，如投影平面、bary-centric coordinate。藉由這些工具的使用，我們得以發掘定理背後的數學結構，並且簡化計算過程，增加文章的可讀性。

「減量是王道」─利用雷射切割機、壓克力板、螺絲、針筒等器材，設計並製作微型電解水器，除完成各種電解質測試外，並探究電解變因，精確量測法拉第常數。「回收是責任」─善用電解原理，探究銅離子的回收率成因；最後回收科展實驗的所有廢液，減低科展實驗對環境的衝擊。 最耐腐蝕的電極實驗發現，黑化處理的鎳鈦合金電極電解NaOH溶液時，其氫氧體積比最接近理論值2.02，SEM圖亦顯示其材質抗腐蝕能力強。回收率的探究發現通入的電流強度越高、越酸或添加螯合劑，會造成回收率下滑。 利用電解法可完全清除實驗廢液中的銅離子，免去強鹼的使用；整個回收過程約損耗216瓦‧小時，折合0.216度電。

本研究建立視線三角形之模型，用於推算拍攝立體影像時兩鏡頭的最大間距，並預測立體影像凸出螢幕之距離。接著拍攝並編輯用於立體影像觀測實驗之影像對，以觀看對照示意圖的方式，量化不同拍攝與顯示條件下合成效果的差異，最後透過受測實驗的進行找出人因上的限制條件與數值，並驗證模型。經本研究可推知，影像凸出效果主要受兩眼影像顯示距離影響，可由沙漏形視線三角形模型預測並進行調整與控制；欲拍攝可舒適合成之立體影像時兩鏡頭之最佳間距約為6公分；改變影像尖銳與平坦程度的因素主要為角度資訊(含鏡頭間距與拍攝角度)及顯示時兩影像的距離；利用兩可旋鏡頭拍攝可改善平移兩眼影像時造成的變形，使影像尖銳與平坦程度更符合真實情況。