第一名

日常生活動中簡諧運動的例子很多，例如：浮在水面上的木塊往下壓一段距離後放手，木塊即受重力與浮力的作用作簡諧運動；節拍器的左右振盪也可算是簡諧運動的一種，而實驗室中最常見的就是懸在彈簧下物體的簡諧，物體振盪時，受彈簧的回副力即重力而作上下得振盪，但此時不僅是物體，彈簧本身也在作振盪。所以，計算簡諧運動質量的時候，須考慮彈簧參與的部分質量。本實驗所探討的即為彈簧參與簡諧的有效質量與彈黃員質量的關係。

本實驗用了業務用排風扇，並加上整流段，使氣流更加平穩、集中。裝上自製調速器以控制風速，並且改良出微型風速計，以測試棒球上下的氣流流速。棒球部分，則利用家裡面常會用到的圓形保鮮盒，改裝成測試架。此測試架可同時測到水平力、垂直力及阻力，不儘大大地突破過去的測試限制，更可以任意改變旋轉的角度及轉速，以及不同的旋轉軌跡。如此，幾乎所有的變化球都可以模擬出來了！也可藉此找出新種的變化球。為了測量打者揮棒時間，我們利用了電腦軟體(威力導演)，將打者的打擊影片進行連續的分析，以求得球路判斷點，最後利用電腦做0.01秒為間隔的力量分段分析，使數據更加精確，更有助於棒球軌跡的完整呈現。

國中物理課程，需要用真空抽氣機的實驗較多，但是電動真空抽氣機，價格高昂，大部分的學校因財力困難，到日前還沒有配置。有配置的學校，由於班級多，實驗室不敷使用時，也難於搬到教室作示範實驗。加上使用電動真空抽氣機，全是機械操作，學生不能親身體臉抽氣，減壓的變化情況。故不易得到教學的預期目標。茲介紹的簡易真空抽氣器，係利用塑膠注射管，配合三塊壓克力板組成的活門製成，雖不能與電動真空抽氣機的低壓性能相比，但不妨礙教學上的各觀實驗，又不易破損、易製作、價廉可大量供給學生分組實驗。

學校現有發酵箱使用時，都會出現明顯的結露現象。經拆解發現第一、二、三代發酵箱皆利用熱水來增濕，其缺點是增濕速率慢，增濕水槽就算停止加熱，熱水仍會持續釋放出水蒸氣，因此，，仍會繼續上升，導致相對濕度過高。目前較新型的液壓噴霧型發酵箱，雖未使用熱水來增濕，但仍有相對濕度過高之問題存在，且造成水資源的浪費。本研究是利用超音波霧化方式，自行設計組裝濕度控制系統，並安裝在各類型發酵箱上，皆可明顯改善相對濕度過高之缺點，而且「省水、省電」之改良成效相當顯著。最後，以超音波霧化型發酵箱實際製作麵包，由「嗜好評分品評」結果顯示，消費者在外觀、風味、咬感、整體感等之喜好程度，改良後皆優於改良前。

膠體溶液和真溶液的差別，除了粒徑大小不同之外(膠體:：1—1000nm，真溶液： \r 這次研究的實驗總共分五大部分，用實驗的結果來逐一檢視一價和二價離子以及不帶電的粒子，皆普遍出現廷得耳效應的現象。第一部份總共又分兩大系列:一是對許多種化合物以高速離心的方法去雜質之後來觀察廷得耳效應，二是利用揮發原理，將極純淨且易溶於水的氣體，溶於純水，得到帶電離子水溶液，以觀察廷得耳效應。第三部分是利用光度計測出不同價數的水溶液，它們廷得耳效應的強弱比較。從此一實驗除了可推知越高價數的廷得耳效應越顯著外，也可從此實驗確定一、二價化合物都是膠體溶液。第四部分是做吸收光度的實驗，用分光光度計來測出某些化合物在室溫下和接近攝氏100。C\r 的吸光度差別，來證明水團膠體之存在。第三部分是運用同濃度的兩物質(KClO4 和CaSO4;NaClO4 和MgSO4)，溶於水解離後，產生質量相似但電荷不同的粒子(K+︰39、Ca2+︰40、ClO4-︰99.5、 SO42-︰96 ; Na+： 23、Mg2+：24、ClO4-︰99.5、 SO42-︰96)，在同溫度、同濃度、同電壓下測出電流大小，由電流大小可以先證實二價離子的泳速較慢，推估二價離子外包有比一價離子大的水團，因此比較出一價水團膠體和二價水團膠體的大小，再配合【阻力按斯托克斯(Stokes)定律】，推算出一價、二價水團膠體之面積比。第四部份是做LiCl、NaCl、KCl\r ; KCl、KF、KI 兩系列水溶液導電能力的研究，結果發現導電能力大小竟與分子量無關，表示離子上所附著的水分子數一定非常可觀，而非個位數，間接證明水團膠體的存在。由此一系列的實驗可以證明，幾乎所有的離子和極性物質水溶液都是膠體。 \r 註 1：\r \r 註 2：物理學家算?膠體的大小1—1000nm 是可被可見光明顯散射，而且在小於47nm 的顆 粒下散射能力跟波長四次方成反比，也就是說紫光和藍光的散射能力”極”優於紅光

去年的暑假我參加中山兒童科學館的科學活動，最讓我感到有趣的是「蚊子的幼蟲─子孓」的觀察，可是最令我討厭的是會咬人的蚊子，一到下午的時候，桌子下面就變成蚊子的天下，我們的腳就變成蚊子的點心了。奇怪！這麼高的地方─四樓也有蚊子生活嗎？這些蚊子是哪來的？被牠叮了會不會得登革熱？愈想愈害怕，最好的辦法是研究蚊子的幼蟲─孑孓，想辦法消滅孑孓。

從平時練習的羽球中，發現羽毛形狀及疊合方式存在明顯差異，於是著手設計空氣壓縮推進噴射的方式探討軌跡差異。利用四個排風扇並排製作垂直風洞，再將球頭鑽洞放入滾珠軸承及牙條作為支架，使穿過支架的羽球在垂直風洞中仍然能夠自由旋轉以利取得運動時的阻力、轉速及側向力。實驗數據顯示，羽毛只要經過修剪，阻力多會下降；若修剪外側羽毛，高速下的轉速可大幅提升，但低速時則因受力面積減少導致轉速下降；但羽尾若破壞程度太大，如：剪成平頭狀，會使得轉動能力下降，甚至低速時無法轉動，飛行距離也明顯提升。最後，斷翅的實驗出現了一個有趣的結果：透過斷去第二根羽毛達到對稱的缺口，可挽救失控的側向力，提升破損羽球的練習價值。

我們好奇樺斑蝶幼蟲如何找尋適合結蛹之處，於是我們設計實驗，觀察樺斑蝶幼蟲找尋結蛹位置、前蛹、蛻皮、化蛹到羽化的行為現象，分析結蛹位置後，發覺蛹重與葉柄所產生力矩與物理學的靜力平衡有關連，進而設計實驗與器材測量及驗證。發現結蛹位置葉長與蝶蛹結構符合黃金比例。其次，探索不同結蛹環境對蛹體懸掛的影響、絲座與懸絲器所能負載重量的關係及大氣溼度是否會改變絲座的負重。由結果得知蛹的負重比值、幼蟲選擇結蛹在葉長黃金比例位置、葉片重心±1公分、切角110度和柄角130度產生力矩最大值，促使結蛹葉片易被吹拂搖動而不會和其他葉片有所不同，更對蛹具有穩固、隱蔽的保護意義，令我們讚嘆生物為生存所做的精密計算。

一天中，酢醬草葉片開展時間比含羞草長，清晨與傍晚，葉片開閉狀況也不同。兩者均能配合12hr光週期穩定調整生物時鐘節奏；6hr光週期，酢醬草調適生物時鐘的能力較弱(與3hr、1hr光週期相似)，含羞草對光線敏感度高，能隨即配合光週期而調整。在恆亮、恆暗及亮暗交替環境，酢醬草與含羞草仍啟動睡眠運動，平均週期接近24hr，推論二種植物的生物時鐘機制影響睡眠運動的能力比光線的影響強。 18天的12hr光週期中，調整二次12hr較長時差，酢醬草分別需2天和1天調整生物時鐘節奏配合新的光週期；含羞草在第一次時差後無調適期，第二次須調適5天。相較之下，18天內調整二次6hr較短時差，酢醬草的生物時鐘節奏無調適期；含羞草的生物時鐘分別需要調適3天和1天。

本專題製作主要以瞭解太陽輻射功率的測量方式而設計，為了不讓太陽在天空角度位置影響到太陽輻射功率大小的量測，因此設計追日裝置以瞭解太陽在不同時間地面所接受到太陽輻射功率的大小。追日裝置基本上透過光感測元件量測太陽光照強度的差異，透過數位類比轉換的技術，將這些光照強度數據加以運算，從而得知太陽在天空的角度與位置；並以兩顆RC伺服馬達來驅動機械結構，使光感測器始終保持垂直面對準太陽。此外，本專題亦希望透過長時間的紀錄與測量，以方便探討「黯化現象」以及討論提升太陽能電池板發揮最大效能的方式，這套裝置能夠長時間紀錄散佈在各地不同的偵測點，只要利用追日裝置去收集各地的數據，並可知道太陽輻射到地球的能量的變化狀況。