第一名

這是一項以蛋膜為對象的研究，並配合化學課及生物課所學的滲透原理。藉由電導度計測量電導度的變化，間接推得濃度以探討粒子經由蛋膜的滲透速率，分別探討不同濃度的電解質溶液、相同陰離子不同陽離子的溶液、及相同陽離子不同陰離子的溶液，並且探討離子溶液受磁場N、S極、不同位置的影響，以及其他粒子溶液通過蛋膜的情形，加以分析討論。一開始使用電導度計測量實驗裝置一號蒸餾水端的電導度變化情形，研究後發現問題，改善成新的實驗裝置二號，確定它的滲透速率情形。再度發現問題，設計實驗三號，測量離子溶液端及蒸餾水端距蛋膜0 cm處的電導度變化情形，企圖了解各種離子的蛋膜滲透、擴散與磁場的相關性。

(一)物理學上探討簡諧運動時，最常見的問題是質量m的物體繫於一端固定的彈簧的另一端，物體受F=-kx的恢復力作用時，簡諧運動週期是多少？高中學生第一個想到的答案是T=2π√m(1)/k。大一所唸的 Hal-lidy 著之 Physics (1964 年版) (2) 316 頁第30題作業：“質量 m8的彈簧掛上質量 m 的物體時簡諧運動之週期T=2π√m+m8/3/k試證之"。本題作業於1974年版(3)已刪除，全國第廿二屆科展曾有證明本公式 的作品參展(4)。(二)作者於全國第十八屆科展參展 作品中(5)一條用來測表面張力的自製彈簧，力常數相當小，水平放置時有一條用來測表面張力的 13.5公分，鉛直吊起，由於本身重量作用，長度達32.45公分，用它測振動週期時，可振動 100 次仍未停止（阻尼 Damping 甚小），當不掛任何物體時測得的週期不但 T=2π√m/k無法解釋，且和 T = 2π√m+m8/3/k 所求得的結果亦相去甚遠，引起作者進一步研究的興趣。

我們知道用氯化亞鈷試紙可以檢驗水的存在，高中化學課本告訴我們氯化亞鈷之稀水溶液為淡粉紅色，去水後即變為深藍色。氯化亞鈷此種性質可用於製造隱形墨水(invisible ink)，另一用途為製造天氣預報計。由課本知道了這些氯化亞鈷性質卻不知道其中的原因，在高中化學新教材平衡常數和勒沙特列原理實驗中討論到CrO42-與Cr2O72-顏色變化，所以我們想到氯化亞鈷顏色變化是否也符合勒沙特列原理呢?鈷是過度元素，能夠形成特殊化合物是否與錯離子有關呢?氯化亞鈷水溶液顏色變化是否涉及能量變化?為了徹底了解這些問題以揭開氯化亞鈷顏色變化謎底，所以自行設計此實驗來研究氯化亞鈷水溶液紅藍變化有趣的化學反應。

去年暑假，我們園子種了幾棵何首烏，有一天弟弟開學回來，抱著新課本，高興的翻開新課本，（自然第四冊，四高等植物的根莖葉）閱讀，其中有一輻插圖「牽牛花的攀緣莖」卻與我家的何首烏攀緣方向不太一樣，因此我們便請教老師，於是我們搜集、觀察、實驗尋求答案。

這是我在小時候玩畫花圓圈的一種遊戲，起先，我認為只是畫一畫而已，但是玩久了以後，卻發現：奇怪！為什麼每一個點畫出來的圖案都不一樣？有些花瓣又尖又長，有些花瓣又圓又短，甚至還有一些畫了幾圈就開始重複了呢！於是，我就開始想研究這個奇怪的問題。

自製的「太陽黑子三角觀測器」對黑子的觀察效果佳，具有結構穩定、快速架設等優點。而我們設計的「液態磁力實驗瓶」，可產生「動態」的磁力線，是一大突破。以「液態磁力實驗瓶」可針對日冕噴發、極紫外線圖上的線條分布、耀斑與太陽風等太陽現象，完成初步模擬與理論推演。自創以「磁力線掠奪」的觀點去解釋SOHO衛星的極紫外線圖之線條分布，並證明這些活動線條符合「磁力線掠奪」的理論。「液態磁力實驗瓶」模擬太陽風對地球磁場的影響，驗證地球磁場對太陽風具有保護力。日冕燈泡狀噴發、磁力線掠奪、極紫外線圖的線條分布、太陽風模擬實驗的氣泡行為，都符合以磁力線為理論基礎的推理。而「太陽黑子三角觀測器」和「液態磁力實驗瓶」也是很棒的太陽教學教具，值得推廣。

92 年8 月間蘆洲市大囍市發生火災，不到五分鐘火勢快速竄燒。但先前已有住戶受不了烈火高溫，試圖用自家的緩降機逃生，卻因不熟悉使用方式，摔落地面。原本是協助民眾逃生的緩降機，卻造成人員傷亡。緩降機使用目的是希望在第一時間逃離災難現場，保障人民的生命安全，但大多數的人不熟悉使用方法、放置場所，造成使用上的困難。目前的緩降機設計上、使用費時、使用步驟複雜、佔用陽台空間，使用者無安全感等原因，造成民眾無法於第一時間自救。本研究將緩降機的使用方法修正，讓大家使用起來更加輕鬆便利，增加使用安全性，讓使用者不需等待別人的救援，便能在第一時間內搶救自己的生命，減輕災害的嚴重性，降低人員傷亡，拯救更多的生命。

雨水與灰塵時常對建築物外牆造成污染，本研究希望設計出防止外牆污染之裝置。首先，為了模擬污染情境，自行設計組裝一套「擬真裝置」，此裝置包含三大部分：雨滴生成器、抿石子試體、灰塵產生器。將抿石子試體以灰塵產生器進行落塵處理後，放置在雨滴生成器下方，實際模擬出雨水與灰塵對外牆造成污染之情境，結果出現「逕流污染」及「飛濺污染」現象。接著，測試各種防止污染的方法，由實驗結果顯示，採用「U型防污設計」將污水導流至排水管，可防止「逕流污染」；採用「60°斜板組件」，可防止「飛濺污染」。最後，我們整合「U型防污設計」及「60°斜板組件」，自行設計組裝的「防污裝置」可有效防止「逕流污染」與「飛濺污染」。

在上一屆科展中對地圖筆的褪色原理已有初步的了解，為了對產品能有更統整性的分析。因此，針對這個題目作更深入的研究和探討。此次研究的重點在於酚?、百里酚?及硝基酚對於各種材質的運用，試著找出有別於酸鹼指示的新方法。可自己製造顯示筆、消失筆，更可以創造出各種不同顏色的地圖筆。

在實際上的化學研究中，為了實用(材料，醫藥)目的，合成新化合物，並確定其原子排列結構，判斷其性質，一直是許多實驗室的研究方向之一，然而在合成化合物後，往往會助由x光照射晶體所得的繞射圖與數據，解出化合物的幾何結構(如鍵長、鍵角等)。近年來，由於電腦科技的進步，解晶體結構，已不像以往那麼需要寒繁瑣的計算。但化學家們是如何合成的新化合物養成良好晶體，以提供結構解析?因此本研究嘗試以幾種常見鹼金屬、鹼土金屬鹽類來養晶，試圖在不同方法與條件的控制下，養出具有簡單幾何外型的晶體歸納在水溶液中結晶的各階段變化況，並分析各結晶法的優劣，以提供相關研究人士參考。