第一名

民國七十年初，一股智慧性的旋風席捲歐美，進入台灣，這就是“魔術方塊” ，它是由廿六個小立方塊很巧妙的砌合在一起，使我們能夠把其中任一層沿著適常的方向自由轉動。它有六種顏色，當我們隨意轉動幾次之後就很難將它轉回原來每面同色的型態。當時我們年紀還小，鵪了很久的一段日子，也只能轉出一面同色而已，無法再突破。那時電視上更舉辦魔術方塊的復原比賽 · 有人居然能在極短的二分鐘內迅速的完成六面同色，真令人羨慕！如今它無聲無息了，正像一股旋風，過後煙消霎散，但它卻深印在我們心中。署假時，幸運地參加學校的數學研習營，它又活生生的出現在我們眼前，三天的研習活動，使我們對它有更深一層的認識。尤其是研習營結束前老師的幾句話，更激發我們更上一層樓的決心。老師說：數學是一種很有用的工具，很多事物都能以數學模式來解釋，甚至於能由數學應用演變成日常生活的應用。魔術方塊的解法原理，或許也能用數學模式去探討，希望同學們能利用漫長的暑假，多讀些書，去思考如何建立起魔衛方塊的數學模式，經過半年時間的砌磋研究，我們很到一些心得，現在我們把它報告如下：

1.在物理教學時，對於聲波折射現象的解釋是：〔聲波進行時向速率小的一方偏折，且聲速的大小決定於溫度的高低，傳波介質的種類〕。根據物理文獻記載，空氣中聲速＝ 331 + 0.6t,t ：溫度，在水中速率約 1450m / sec （約為空氣中聲速的 4 倍），很明顯的，高溼度時，空氣中的水分子應該會影響聲速，但定量的關係呢？2.水具有特佳的傳音性，但雷達的電波不能在水中傳遞，因此通常水中探測用聲納，空氣中的探測則用雷達，由此可知當空氣中的溼度過高時，雷達探測的精確性及可測範圍也受相當影響，因此這時我們仍可以聲速測量距離，那麼就須要有聲速與溼度的定量關係或圖表。

我們上生物實驗課，正進行實驗3-1「 動植物細胞的比較」時，先以顯微鏡觀察水蘊草細胞的形態，再遵照步驟 3的指示，取出玻片標本，用電燈稍稍加熱，在高倍鏡下觀察，啊！奇妙的事發生了，剛才還是靜止的葉綠體，現在竟開始流動起來了，這時大家都感覺很興奮，想要探討更多關於葉綠體流動的知識，例如：為什麼葉綠體會關始流動？我們能否知道它流得有多快？是電燈泡中的光或熱來促使它流動呢？

「拈」是我國民間一種流行很廣的遊戲，甚至在歐美地區亦廣為風行，由於曾在坊間數學趣談的書籍中，了解其中的一些理論架構，與電腦邏輯的思考模式頗為接近，遂興起了設計電腦程式的念頭。

重金屬離子具高毒性，是水汙染的檢測重點。一般檢測單位常以昂貴儀器進行測定，未配備貴重儀器的實驗室則常藉重金屬陽離子與某些陰離子生成沉澱反應或重金屬陽離子與某些錯合劑生成錯離子反應的方式來測定，但這些化學分析方法操作步驟繁複困難且均須於實驗室中進行。本研究基本上以重金屬陽離子生成有色的沉澱反應及有色的錯離子形成反應為基礎，研發出檢測試紙。利用重金屬檢測試紙的顯色，簡單快速地分析出水溶液中的重金屬離子種類，成為可攜帶、可在實驗室外操作特性的重金屬定性試紙。本研究並依據實驗結果，歸納出Fe3+、Cu2+、Ni2+、Ag+、Mn2+、Hg2+、Co2+等七種重金屬離子的檢測流程，並可利用多種檢測試紙來測試同一種重金屬離子，更提昇了鑑別的準確度。

摘要：根據原子游離能的實驗數據，發現同電子原子”(Isoe -lectronic atoms)的游離能有下列兩個規律性。第一同電子原子的游離能為原子序的二次函數，可用下列公式表之，其游離能 l=an 2+bn+c其中 n 表原子序，即核電荷數。對同電子原子而言 a、b、c 為一常數。第二、當電子填充在同一量子數時，二次項係數 a 之值相等。利用這一經驗公式，可以推測原子的電子親和能（ Electron affinity ) ，其值與實驗值非常接近。而且對於無法接受電子成為陰離子的原子，如氮、鈹等原子，依公式推測其電子親和觸負值。當核電荷比電子數大很多時，電子的遮蔽效應（ Sheilding ）也可以用游離能公式說明之。

目前警察機關採用酚酞法檢驗有無血跡存在的可能性，我們希望研發新的試劑取代酚酞以增加靈敏度、提高鑑識度。研發實驗分為四個階段：一、 定性階段：實驗何種指示劑可取代酚酞法，檢驗有無血跡存在的可能性。二、 定量階段：實驗新試劑與雙氧水之最適比例以及新試劑與血液樣品之反應速率比較。三、 反應機構推論階段：由實驗推論可能的反應機構並由新試劑之結構探討可能的反應機構。四、 靈敏度比較階段：實驗亞甲藍法與酚酞法在不同濃度樣品的比較。實驗結果顯示，我們已成功地找到新的試劑（亞甲藍）能夠取代酚酞。亞甲藍除了較容易配製、顏色不易與血液混淆，且在檢驗有無血跡時，其靈敏度亦較酚酞法高，以上優點證實此新試劑亦可用於初步血液檢驗。

從一開始探究肥皂水可以滅蚊嗎?到後來為了尋找更好的方法而做的一連串實驗，我們發現了：肥皂水溶液對吸引蚊子並沒有太大效用。蚊子喜歡的顏色是黑色，喜歡的位置是角落，喜歡沿著牆面飛，最容易受二氧化碳吸引。最後，我們利用很方便取得的發粉和糖，製作出了可以產生二氧化碳發酵糖水，再加上回收的寶特瓶，設計出一個環保、方便、有效又省錢的「環保滅蚊罐」！

「果凍蠟燭」是近來風靡全台的一項『生活化』商品，特殊的配方使它有別於傳統的石蠟蠟燭。本實驗即在比較歸納果凍蠟燭與傳統蠟燭之差異，並配合康軒版三上單元『物質三態』、『空氣的流動』四下單元『毛細現象』五上單元『空氣與燃燒』等教材，進一部探討影響果凍蠟燭燃燒的各種因素。實驗中，我們發現果凍蠟燭優於傳統蠟燭的地方，以及果凍蠟燭可以燃燒更久的秘密，我們重要的發現有：一、果凍蠟燭燃燒時火焰較小而穩定，無煙無臭，燃燒的時間約為傳統蠟燭的兩倍，但燃燒成本也較高。果凍蠟燭和傳統蠟燭燃燒的原理相同，都是因為蠟油受熱汽化而燃燒。燃燒時都會產生二氧化碳和水。果凍蠟燭的熔點較傳統蠟燭高，降溫的速度不論在水中或空氣中也較傳統蠟燭快，燃燒中蠟液的溫度及火燄溫度也較高。二、燭芯對蠟燭燃燒時間的長短有很大的影響，浸過蠟油的棉線，燭芯較粗，燭芯長約1-2公分的果凍蠟燭燃燒時間較久。此外，容器的形狀、果凍蠟的量也會影響果凍蠟燭燃燒的時間，惟氣泡較多並不能增加燃燒的時間。三、把傳統蠟和果凍蠟混合製成的蠟燭，燃燒時間比傳統蠟燭久而且沒有黑煙，色澤溫暖而勻稱，是一創新的環保蠟燭，極具參考價值。

生質酒精多以糧食經由發酵生成但易造成食物短缺，若能以纖維質製成酒精將是未來新趨勢。福壽螺多年來危害台灣作物，若能萃取螺體酵素進而分解纖維質，不僅可消滅害蟲又能廢物利用。本實驗乃探討以甘蔗渣、柳丁皮以濃鹽酸、纖維質分解酵素及從福壽螺萃取液進行水解及發酵試驗並進行觀察。結果發現添加5~10%福壽螺消化腺萃取液並於18℃所進行水解，並配合米麴酵母在35℃酒精發酵或以紅葡萄酒酵母在45℃酒精發酵，所測得酒精濃度最高。所生成生質酒精驗濃度可利用二次蒸餾提高至60％以上，總製成率達13.36％。並可有效產生0.8V穩定電壓，達3小時以上。以DNS還原糖試驗發現福壽螺消化腺萃取液能有效分解纖維質生成還原糖，確實具有纖維質分解酵素之活性。