第一名

我們藉由電腦多體模擬的手段，透過對宇宙微波背景輻射中之Sunyaev-Zel’dovich 效應（簡稱S-Z 效應）的研究，來探討星系團的一些根本性質，以便應用在觀測上。重要的發現有： 一、 星系團的S-Z 效應之強度（即所造成之背景輻射的溫度變化）ΔT = ，其中 r 為至星系團中心的距離，a、b、c均為常數，且c = ?1.0 ± 0.22。 二、 星系團的質量密度 = ，且c = ?0.71± 0.087。 三、 星系團總質量M（單位為太陽質量）與其中心S-Z 強度ΔT（單位為K）的關係為： M = 1018.2±0.360 ×T1.00±0.081。 四、 星系團總質量M與其總積分ΔT (ΔTtotal)的關係為： 五、 以後將可根據以上的四和五，推算出所觀測到之S-Z 星系團的質量。 我們的研究成果，將可在短期的未來，直接應用在許多期待中的觀測結果上，以揭開星系團 的神祕面紗。

在國中二年級時，我以蝶類為題參加全國科展，以後我就繼續研究蝶類，在所研究的蝶類中，黑鳳蝶在遺傳與分類上有極高研究價值，亞種間的型態有極端的差異，其中燕尾型僅分佈在日本、韓國兩地，而其他分佈區皆為無尾型(圖一)，自75年8月起利用課餘時間到陽明山、台北、埔里、墾丁等處採集無尾型黑鳳蝶，有尾型黑鳳蝶則由日本友人提供，藉著累代飼育來探討亞種間型態、生態上的差異與種內的分化。

我們在討論天體運動時，當只有個天體，就行等速度運動；兩個大體時，軌道呈圓錐曲線；但是三個天體的運動分析並不能算出解析解，而只能以數值分析來算出近似值(早期對於太陽系──簡化的三體運動問題──使用攝動理論（先考慮恆星重力，再加入行星的影響）做短期模擬（因為長期的攝動共振可以使運動軌跡完全改觀） )。 一般而言，想要進行預測星體軌道，人們只要解開相關的微分方程式就可以了。雖然如此，經由牛頓的計算，證實了想解出只有三個物體的微分方程式都是極度困難的。它的運動定律指出三體運動的模式沒有解析解 。要預側三體運動，唯一的方法就是利用攝動的理論計算近似值。但是現在藉由電腦的的輔助，我們可以用數值分析的方法去做三體運動的模擬。只要計算夠精確、模擬時間不要太長，都可以得到令人滿意的結果。既然有了良好的土具，就可以探究一些三體運動的問題了。

有一次，我陪媽媽去北投農禪寺去學打坐，到了晚上在農禪寺中吃飯。服務員要我們自己洗碗，我們向服務員要洗碗精，可是服務員說：「這裡用黃豆粉洗碗。」我們就拿黃豆粉洗，效果很好，碗洗得很乾淨。 有一天，媽媽打完豆漿，要把黃豆渣丟掉，我急忙阻止，對媽媽說：「我們用過黃豆粉洗碗，效果很好，可不可以用黃豆渣來洗洗看，看它的效果是不是和黃豆粉一樣好？」 後來媽媽突然又想到什麼似的，說從前曾經有人將黃豆渣拿來食用，當飼料肥料的。

通常家中製作優酪乳採用靜置發酵方式，無法像實驗室或工廠中自動化攪拌、搖晃，所以往往出現乳清分離的現象，既不可口又不美觀。本研究欲解決這些困擾以提升品質，並試圖找出省時省能源的最佳發酵模式。首先探討各溫度下乳酸菌發酵情形，選定45℃水浴六小時為發酵條件。再設計特殊橡皮軟管以分析上下層優酪乳，證實靜置發酵會造成乳酸菌沉澱，下層酸度較高，甚至導致變性凝集。然後根據生物磁性原理，證實乳酸菌分布會偏向N 極磁場。於是透過裝置上方N 極磁力吸引，讓乳酸菌上下均勻分布，上層及下層優酪乳的酸度顯著提高，而本氏液分析也得知總體的糖分也減少，可見乳酸菌分解乳糖產生乳酸的效率提高，且因菌種沉澱造成的乳清分離現象獲得改善。本團隊根據實驗成果研發自製家庭式優酪乳發酵機，大幅提高發酵效率且能兼顧良好品質。

本實驗研究結果發現：(1)以不同形狀容器來實驗，以圓柱體容器阻尼效果最好。當容器固定為圓柱體且改變容器內液體高度來實驗則發現，有控制重量時以液面高度6.5公分阻尼效果最好，當無控制重量時以液面高度為8公分阻尼效果最好；若以不同直徑且液面高度相同圓柱體來實驗，則直徑15公分阻尼效果最好。(2)以不同大小孔洞及不同層次來實驗，即在圓柱體容器內加裝不同層次的孔洞隔間，則以孔洞0.2公分×0.2公分的三層隔間阻尼效果最好。(3)若在建物上方懸吊不同長度，相同重量的懸吊質塊來實驗，擺長的週期越接近震盪器的週期阻尼效果最好；但若擺長固定，改變懸吊質塊的重量，則以質塊越重的阻尼效果最好。

自2019冠狀病毒在全球大爆發後，「戴口罩、勤洗手」成為個人防疫的重點。因此，讓我們對洗手產品產生了興趣，本研究將探討如何自製環保洗手皂球。 我們先用市售洗手產品訂定檢測洗手液的方法，並以椰子油做基礎皂基再添加橄欖油、蓖麻油與棕櫚油做出不同比例的液態皂基，實驗結果中顯示：添加橄欖油比例越高時，起泡力與去油力都會增加，但皂基會變濕軟且較難溶解。添加蓖麻油皂基Trace速度快，皂基不會因為添加量過多而變濕軟。添加棕櫚油可增加皂基硬度，且添加量越多去油力越好。最後抗菌皂球製作中發現利用薄荷萃取液以6%海藻酸鈉溶解含棕櫚油皂基與3%乳酸鈣水溶液作用3分鐘所產生的皂球能成功包覆皂液、形狀結構完整、抗菌力佳，最適合用來洗手。

眼睛是生物演化過程發展出的一精密器官，其發育過程必有許多基因參與作用。然而，那些基因與眼睛發育有關？這些基因有什麼相互關係？它們的作用方式又是如何？這些都是有趣而亟待探討的問題。\r 為了探討眼睛發育的基因調控，本實驗選用了果蠅為材料，利用異位表現（使基因表現於原本不表現的地方）的方式，研究與果蠅複眼發育有關基因的作用。選用果蠅為材料的原因有三：\r （一）複眼雖精密，卻非實驗室飼養條件下生存所必須，即使很嚴重的突變種都可以有一定的存活率。\r （二）果蠅幼蟲時期有器官芽（ disc，以後發育為果蠅成蟲的各器官），由 X - gal 染色技術，可以清楚的看出器官芽的變異情形，藉此可以追蹤基因在發育極早期的表現情形。\r （三）許多果蠅的基因，在高等動物（包括人類）中，都有 DNA 序列極相近的同源基因發現，本實驗希望由較簡單較易實驗的節肢動物著手，期能為生物眼睛發育提供一相通的基因調控模式。\r 目前， ey ， eyg ， dac ， dpp pathway （包括 dpp ， tkv ， Mad ）與 wg 等基因被認為可能與果蠅複眼早期發育與形成密切相關，本實驗即針對這些基因，探討它們的功能與相互關係。

玩泥巴是我們兒童最喜歡的遊戲。尤其在農村長大的我們更是樂此不疲。黏土在地球上到處均可見到，是一種既廉價，取之不盡，用之不竭的原料。 老師說：「既然你們愛玩，老師就帶你們到工地、田裡、河溝邊、溪畔挖掘，或你們回家，請父母幫你們採集黏土，我們來研究、探討黏土的一切。」我們很高興，就利用閒暇課餘時間採取一包包的黏土到學校來。老師先在課堂上講解，並且鼓勵我們對大自然的種種事物，要多觀察探討，恰好這次的科學展覽，老師叫我們去參加研究，我們全體同學在老師的指導下，開始我們的研究工作。

物理第三冊；波動單元，我們用音叉作"拍"的實驗。拍是同一方向進行的兩波，其頻率相差不多時由於干涉作用，聲響而增強，時而減弱，彼此互有規律的變化。但課本未提起，兩音叉振動頻率相同而引起的共嗚（共振）問題。頻率相同的兩音叉，若鼓動一音叉，其振動能夠傳播另一音叉引起振動而嗚響。由物體若無受外力作用，靜止的是永久靜止的「慣性定律」可知另一音叉必受外力作用，其外力如何傳播而來呢？我們利用擺的共振，探討其過程。