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  2. 國立臺灣科學教育館中小學科學展覽會優勝作品
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燒半壺不如燒一壺-影響瓦斯爐加熱效果變因之研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 桃園縣私立復旦高級中學(附設國中) 羅崑銘 傅立威;黃秉洋;袁君豪 瓦斯爐;加熱效率;等效燃料 將水加熱的過程中，會受到容器大小、容器形狀、水量及火力大小等因素，影響使用能源的多寡。因此將這些種種變因做組合，研究將水加熱時間的變化，並利用實驗找出最節省能源的方法。實驗結果：我們發現一次燒一整鍋的水，會比裝半鍋分兩次燒加起來的燃料還要少。但有時候如果使用小火慢慢燒，會比用大火快燒省下更多的能量。 nphssf2013-030116.pdf
好「蚌」！石蚌之研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 最佳團隊合作獎 桃園縣立楊光國民中(小)學 張聰陽;彭淑媛 王筠;洪立穎;盧昱安 石蚌;淨化水質;避敵行為 石蚌適於生存pH6到7，泥或細砂質底床的環境，而我們探究牠的生存限制，實驗顯示最適合石蚌生長的溫度為15到30度，能將水質從酸性調節成中性。石蚌有特殊的光影避敵行為，於光影實驗得知石蚌會對光突然產生的陰影有所反應，研判是為避敵行為之反應。在石蚌的棲息環境中，附著性藻類的數量較少，而實驗中石蚌可有效地把透光率低的水體淨化，提升水中的透光率，使水變得清澈。 nphssf2013-030313.pdf
兩平面鏡任意夾角成像公式推導 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 佳作 新北市私立光仁高級中學附設國中部 吳志堅 吳易修 多次反射成像 若有兩平面鏡( 面鏡I、面鏡II )，兩面鏡間夾角為α，物體與兩面鏡交點連線段與面鏡I的夾角為β (α、β單位為「度」)。在已知α、β的情況下，算出所能形成的最多像數，利用數學輔以所自行撰寫的C語言程式推導公式。 nphssf2013-030101.pdf
解『色』--探究自製光譜儀之校正方法與應用於水溶液濃度分析-- 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 佳作 屏東縣立明正國民中學 陳盈吉;鍾梅英 葉國掄 光譜儀;水溶液濃度;吸收光譜 經過使用DVD來自製光譜儀儀器不斷的設計改良，本實驗得到很好的分光效果，病應用自由軟體Image-J畫素分析得到光譜數據。另外，探究以日光燈、固定波長的紅光雷射、綠光雷射作為光譜數據分析校正(自訂校正公式)，誤差率僅為標準光照的千分之1.5~1.8之間。最後，使用自製DVD光譜儀觀察不同濃度的硫酸銅，硫酸鋅及硫酸、氯化亞鈷的水溶液吸收光譜。結果發現硫酸銅在紅光的區域有吸收，但是硫酸鋅及硫酸並無明顯的吸收。最後驗證此自製便宜的光譜儀可以觀測到硫酸銅吸光度有隨濃度變化，雖然方法較為繁複，但可為節省經費的分光度計設計與應用。 nphssf2013-030102.pdf
水管捲捲捲 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 嘉義市立民生國民中學 陳正雍;吳銘訓 吳昇縯;曾俊諺;游濬維 水壓;波以耳定律;水管 「物理馬戲團」這本書有個實驗是，將水倒入捲成圓形的水管中，會流不出來，我們想研究這個現象。 首先改變纏繞的水管圈數，發現上升水位會改變，而增加的高度與所繞圓柱體的直徑相等。改變圓柱體的直徑，發現圈數增加，上升水位也增加。而改變水管纏繞密度，則不影響實驗。 將水管纏繞為橢圓狀，發現橫軸長改變，不影響上升水位高度；若縱軸長改變，則上升水位高度會增加。改變水管為波浪狀，發現影響上升水位高度的仍然是波浪垂直高度及波浪數目。 最後，探討過程中水管內產生的空氣柱，發現是導致上升水位改變的主因；而且，封閉空間的空氣柱，會符合波以耳定律。也證實，只要水管纏繞圈數夠多或纏繞的垂直高度夠大，的確會造成水流不出來的現象。 nphssf2013-030103.pdf
蜻蜓點水，漂洋過海 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 最佳鄉土教材獎 基隆市立中正國民中學 王世宏;林恆毅 張允維;陳子珩;黃品鈞 水漂;黃金角度;水漂彈跳 我們從自製水漂發射器，經由高速攝影機拍的片軌跡與運用kwon3D軟體探討影響水漂彈跳次數的因素，找出打水漂彈跳次數最多的方法。得到實驗結果如下： 一、在同發射角度下，彈力越大，則第一次觸水距離越遠；但在同力道下發射角越大，則第一次觸水距離不定遠。 二、使水漂功彈跳起的最佳入角度為12度，我們稱為「黃金角度」。 三、水漂並不是直線運動，而有弧度的落且各觸水點的出水角皆大於入，且水漂每彈跳後的兩觸水點間距離會「變小」而高度差也。 四、成功打起水漂的共同特點是從發射器出時，水漂不會在空中翻轉。而無法使水漂成功彈跳一次時，發現水面呈「束狀」分析其入角度均未符合，發現水面呈「束狀」分析其入角度均未符合10°～15°間。 nphssf2013-030104.pdf
繩波急先鋒-抓住速度 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 第二名 花蓮縣立國風國民中學 黃耀輝 黃子嘉;葉彥廷 繩波波速;頻率;光電計時器 我們歸納了繩波波速的經驗公式和理論公式做一的對照。以簡易版的光電計時系統設計出兩種測量繩波波速的方法。第一種：固定繩線兩端點，測量它的振動頻率計算出波速。第二種：以固定的繩波傳遞距離除以測到的繩波傳遞時間而得到波速。這兩種測量方法對一條粗細均勻的繩子或不同粗細串接在一起的組合繩線，測量結果都非常吻合。若繩子只是粗細有變化，可以用固定繩的振動頻率求得波速，也可以由粗繩細繩分別測得的頻率去計算組合繩的頻率以求得波速，這是很方便的做法。但是根據我們的檢驗，繩上黏附物體的繩子不能這樣簡化處理，第一種方法有明顯的錯誤，只能靠第二種測量法這種硬功夫。 nphssf2013-030105.pdf
黑與白的邂逅--探討黑條紋與白條紋升溫降溫的變化 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 第一名 南投縣立大成國民中學 徐敏益;梁敏芳 洪宥靖;黃冠霖;鍾芳志 黑白條紋;升溫;降溫 斑馬的黑白條紋被認為可能會降低溫度，由實驗發現，黑白條紋組的上升速度較黑組與白組慢，白組又比黑組慢，接著測量表面溫度，黑白條紋組外部的白條上升速度比黑條快，內部黑條比白條上升速度快。溫度上升時，大瓶升溫的速度較小瓶快；下降時，大瓶與小瓶的降溫速度無顯著差異。改變黑白條紋的方向、粗細，不會影響上升與下降的溫度變化。另外將白條紋換成銀色，升溫時，銀組速度最慢，銀黑組次之，黑白組最快，降溫時亦相同。最後，觀察煙的對流實驗發現黑白條紋組表面空氣具有對流的存在，並推測造成黑白條紋組升溫較緩慢有四種對流可能性。 nphssf2013-030106.pdf
「深」在「浮」中不知「浮」～探討表面張力對『沉體』浮於水面行為之影響 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 最佳團隊合作獎 彰化縣立陽明國民中學 林宏一;韓顏吉 蔡依靜;劉育辰;趙得佑 表面張力;漂浮物體;吸引 硬幣因表面張力的作用而浮於水面上，且當所形成水面曲線各點斜率小於1時，即硬幣與水面接觸角小於135?，其曲線會符合h(x)=c1e-x?Lc 的形式。另外，實驗驗證兩枚浮於水面之硬幣因兩側接觸角不同，使硬幣受力F=γ(sinθc2-sinθc1)*A，而發生互相靠近的情形，此機制與文獻[4]所提到的解釋不同，這是因為沉體(本實驗所研究的)與浮體(文獻所提到的)與水面的接觸形式不同，而使得物體浮於水面上互相靠近的物理機制不同。最後，本組發現水面漂浮物體為浮體時(密度小於1gw/cm3)，接觸角大小與表面材質有關，與密度大小無關；而為沉體時(密度大於1gw/cm3)，接觸角大小與表面材質無關，會隨著密度增加而變大，可說明了兩沉體互相靠近時，接觸角是會改變，因而產生吸引的現象。 nphssf2013-030107.pdf
泡泡的世界 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 最佳創意獎 新竹縣立湖口高級中學國中部 施嶸旭;彭婷莉 洪瑋駿;洪瑋澤 泡膜;泡泡;表面張力 本實驗藉由製作泡泡氣壓計裝置來測量泡泡的表面張力，並透過最大泡壓法與簡易測量法等其他方式來檢視泡泡氣壓計的功能。並且利用泡泡氣壓計探討溶液濃度對泡泡表面張力的影響，並比較甘油與糖水對泡泡表面張力影響的差異。 研究結果發現本實驗裝置對於泡泡表面張力的測試接近其他兩種方式所測得的數據，因此是為一種測量泡泡表面張力的方法。加入甘油與糖水後，均可使泡泡表面張力變大，並且延續泡泡的生命期。 nphssf2013-030108.pdf
「渦」藏玄機-磁鐵在金屬管中掉落時間的因素探討與應用 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 臺南市立新興國民中學 陳文財;陳昶翰 陳昱翰;?育寬;陳泓銘 渦電流;腳踏車減速器;分幣機 本研究探討磁鐵在金屬管中落下時，掉落時間（渦電流效應大小）與各項變因間關係。我們發現金屬種類、管徑、管壁厚度、及是否有缺口等因素均會影響鐵掉落時間。接著進行磁鐵在金屬管中的運動理論分析，並建立Z軸運動方程式，再與實驗數據進行比較分析，發現理論與實驗數據可相互驗證。我們又自製「簡易分幣機」，並探討影響「分幣效果」的各項因素。發現分幣效果是依照硬幣成分排列。最後自製製作「腳踏車下坡安全強制減速器原理模型」，並設計「腳踏車下坡強制安全減速器雛形」。並以自製轉速計此測試減速效果。減速器正進行第三代測試中，希望利用簡單器材，製作出環保又實用的「腳踏車下坡強制安全減速器」以減少下坡時產生的意外事故。 nphssf2013-030109.pdf
「導」力全開，毫秒必「蒸」--探討凹、凸、平介面的蒸發與導流 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 新北市立義學國民中學 陳又君;洪寬亮 莊子揚;施育婕;陳致良 介面;蒸發;導流 觀察鋁椅，發現雨後凹凸面的蒸發速率較平面快，推測與水的蒸發和導流有關。研究後發現，是因雨滴被鋁椅凹凸面切割，擴大佔據介面的面積；且凹面因接觸空氣表面積增加，其蒸發速率大於平面及凸面；當雨滴下時，凸面的水又被凹面拉下，導致整體蒸發速率的提升。 各介面的蒸發與導流皆與水滴形狀有關，蒸發過程水量不斷改變，水滴形狀隨之而異。因與介面的附著力不斷改變，故非等速蒸發。凹面寬越窄，兩壁吸附力越強，可拉開水，增加蒸發面積，但太窄則無此效果。凸面越寬，水滴被拉扁，同樣有此效果。 因水的表面張力在不同介面，造成導流速度不同。凸面的兩緣會限制水珠的寬，使與介面接觸面積較小，速率較快，凹面因附著力太大，所以導流速率最慢。 nphssf2013-030110.pdf
水流倒退嚕---研究水的附壁現象 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 高雄市立左營國民中學 洪梅玲;莊婷媜 邱靚綸;莊友任;林威丞 黏滯力;附壁作用 本研究主要設計多種實驗方法，了解水流通過曲面時，影響附壁力大小的各種變因，藉以了解在日常生活中倒水或實驗室中使用燒杯、量筒等，為何只要一個角度不對，水就會不聽話的沿杯壁流下。 我們利用高度差造成不同的出口壓力，自製水流量控制器精準的提供穩定水流，才能在不同流量速率，使用下列方法來研究附壁力： 一、測量水流流出杯口的水平射程。 二、傾斜容器測量開始有附壁流與全部附壁流的臨界角。 三、測量水流沿圓柱流動的水平位移。 四、自製儀器來測量水流的黏滯力和附壁力的大小。 使用上述方法所得的結論大致相符，增加實驗結果的可信性，我們歸納出常用容器的附壁作用程度和容器杯口的形狀關係，體會到小小的設計卻有很深的科學原理隱含其中。 nphssf2013-030111.pdf
~來聲相聚~聲音滅火與聚音器的探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 苗栗縣立頭份國民中學 吳慧娟 陳育聖;陳新;陳偉祥 波的干涉;共振;聚音器 本實驗希望藉由聲波的反射、共振、干涉、駐波等特性，來探討聲音滅火的原理。過程中我們從探討喇叭迴音孔的設計原理，進入亥姆霍茲共振(Helmholtz Resonator)的世界。我們具體的研究聚音器的特性，找出效率最佳的聚音器---讓聲音成為快速、有效、低成本、無汙染的滅火器。 nphssf2013-030112.pdf
激「冠」重重-液滴皇冠之探討與研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 佳作 新竹縣立成功國民中學 張君豪;羅敏慈 李允中;陳長鈞;張峻豪 水皇冠;表面張力 我們認為不同的變因會決定水皇冠的形式，因此我們根據滴落高度、液滴大小、液面狀態等變因，針對水皇冠的直徑變化、濺起高度和懸浮液滴進行實驗。我們發現當水滴滴落時，水珠的重力位能會轉為動能，而接觸液面時，進而轉變成表面能，大部分的能量都轉移到水面下形成氣泡膜，剩餘的能量則將水面推高，以形成水皇冠。滴落高度在80cm前，水皇冠以正成長的趨勢隨滴落高度的增加而變大水珠皇冠開始由外包式水皇冠轉而成為內包式水皇冠90cm~120cm時，外直徑會有不穩定的現象。到了120cm之後，位能持續增加，水皇冠向外擴張力超越了表面張力，所以外直徑又會慢慢的增加。 nphssf2013-030113.pdf
我抓得住它──虛像 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 第二名 國立臺灣師範大學附屬高級中學(附設國中) 陳忠城;邱莉華 陳雨鴻 虛像;視角;相似三角形 利用『視高-三角形法』推導平面鏡、凸透鏡和凹透鏡的虛像位置，所得到的式子完全相同，並確實驗證課本中有關平面鏡後的虛像，準確度極高。再進一步測量凸透鏡虛像，用相機拍攝凸透鏡面上像的視高度，推算出虛像的位置及大小，再求出焦距，以上兩點支持本實驗方法的可信度。在國中無法測出凹透鏡虛像位置，而高中以視差法及視線插針法測量凹透鏡虛像的誤差極大，本實驗『視高-三角形法』，不論在實驗數據的取得或是焦距的一致性均優於高中課程。 另外當物體在凸透鏡的焦點外，雖在另一側成倒立的像，但因觀測者(眼睛或相機)位置不同會有不同的結果，若實像的位置落在觀測者的後方，將觀測到正立的像，如果落在觀測者的前方，將觀測到倒立的像。 nphssf2013-030114.pdf
漂浮液滴於液面上產生不連續性體積縮小的變化現象 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 物理科 第三名 臺中市立大雅國民中學 鐘文生 張聖群;邱泊昇 漂浮液滴;體積縮小;不連續性 水滴滴落液面的同時，水滴除了會產生漂浮之外，你是否可曾想到『水滴會產生至少兩次以上體積縮小的不連續現象』，如圖二。我們想知道，為何液滴不是一次就被吸附進入液面？而是在吸附進入液面時，會產生這種多次不連續性體積縮小的變化現象。我們實驗過程採用高速攝影機來觀察這個有趣的現象，實驗發現，液滴的表面張力、液滴滴落的高度、液滴體積的大小等，都會影響液滴是否產生這種不連續性的體積縮小現象。當表面張力越小，如酒精、洗碗精水等，液滴不僅會產生漂浮，而且在吸附進入液面時，產生至少兩次不連續性體積縮小的機率都達百分之百。而且，隨著液滴滴落高度的增加以及液滴體積越大時，產生至少兩次不連續性體積縮小的機率隨之下降。 nphssf2013-030115.pdf
明列子在生質柴油的應用 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 第一名 新北市立永平高級中學(附設國中) 江儒源 鄧遠祥;郟軒;邱昱誠 明列子;生質柴油 羅勒是九層塔的種子，又稱為明列子，其多醣體的不溶性纖維可以吸收水分，減少膽固醇、三酸甘油脂的吸收。三酸甘油脂與醇類可以與鹼性催化劑作用，產生生質柴油。利用明列子不吸油、不吸酒精、可以吸水的特性，來研究生質柴油。 轉酯化實驗中加入1克明列子，可以在油水吸水8克而不產生皂化現象，但產量會減少。在比較甲醇+氫氧化鉀+回收油的轉酯化實驗中，不加入明列子平均的產量為95.6 g，使用明列子平均的產量提高為100.5g。 nphssf2013-030201.pdf
非柿不可-柿子加工品之研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 嘉義市私立興華高級中學 楊人翰 李宥澄;楊學斌 柿餅;脫水;單寧氧化 本研究旨在針對柿子加工品製作方法、柿餅發黑及真假柿霜辨別做探討。國內南部柿餅製作有兩種脫水方式：「低溫脫水」(使用除溼機)及「高溫脫水」(使用烘乾機)，結果發現「低溫脫水」製成之柿餅再生皮較厚，口感較Q，而且成本較低。柿餅因含單寧會氧化褐變，研究發現酸性可減緩發黑，一般業者使用防腐劑正好是酸性，實驗中找出防腐劑的替代品—維生素C可減緩發黑速度，雖無法長期不發黑，但二天內可防止柿餅發黑。也針對真假柿霜進行分析，真柿霜分佈不均勻及結晶緊卡在柿餅上，幾乎不掉粉，且柿霜粉遇溼容易被溶解；而假柿霜為沾石灰粉製成，分佈均勻，凹陷的蒂頭也佈滿柿霜，假柿霜易掉粉、遇水較不容易被溶解。提供以上方法希望能夠讓大眾能「買得安心，吃得安心」。 nphssf2013-030202.pdf
『它抓得住我』--利用自發性感應電極與磁場作用提高重金屬廢液回收效率研究 -- 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 佳作 屏東縣立明正國民中學 陳盈吉;鍾梅英 周侑利;趙昱傑;王鼎言 自發性感應電極;右手開掌定則;重金屬廢液回收 使用電解法進行重金屬廢液回收被人詬病之處是高耗能，高成本。但本實驗使用硫酸銅水溶液為實驗藥品，利用所發現的自發性感應電極與外加磁場裝置，在電解槽中放入中央平行碳片與外加磁場，與對照組相較最高可達到17.09倍的回收量，且耗能也僅為對照組的7.99%，提高了92.01%的能源使用率；同時發現外加磁場強度越強、中央碳片數量越多可提高整體的銅原子回收量與降低耗能；此外，可利用右手開掌定則解釋為何可增加銅原子的回收量與降低整體耗能、增加整體裝置的電流等現象。本實驗所設計的裝置可作為重金屬廢水處理的重要參考。另研究中也測得中央自發性感應電極所產生電位差，可提供自發性感應電極發生機制的重要依據。 nphssf2013-030203.pdf
非「硫」不可？ 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 新北市立五峰國民中學 李孟珊;徐增錦 陳願之;洪楷;蕭晏葶 沉澱反應;反應速率;秒錶實驗 1. 探討溫度對於化學沉澱反應速率的影響。 2. 利用國中常見的不同種類化學沉澱反應代替硫代硫酸鈉與鹽酸反應來進行本實驗研究。 3. 分別利用光電比色計的透光度變化及導電度計的導電度大小變化來進行本實驗研究的測量方法。 4. 利用上述的實驗過程來找出最適合本實驗研究的反應溶液配置與方法。 nphssf2013-030204.pdf
「氧」眉吐氣 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 基隆市立銘傳國民中學 林玉婉 鍾雅晴;江翊宏;蘇強升 催化劑 本研究第一階段在尋找”能夠催化雙氧水反應的陽離子”，結果發現催化雙氧水效果較佳者：Fe2+＞Fe3+＞Cu2+，我們進一步討論並比較三者催化的過程與情形。第二階段為直接使用FeI3來催化（將催化效果佳的碘離子與鐵離子直接結合），但發現效果不佳；接著將FeCl3與KI混合催化，發現混合催化效果比單獨催化要好。第三階段的實驗我們把反應的量減少，不再使用課本所提的”排水集氣法”，改以量筒內加入反應物及清潔劑，直接拍照記錄反應情形，希望將實驗微量化與簡化，以期符合環保效益，並提供國中課程教材的另一選擇。 nphssf2013-030205.pdf
裝『蒜』 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 最佳鄉土教材獎 南投縣立草屯國民中學 李學昌;陳航皈 陳坤儀 抗氧化;抗氧化濃度;抗氧化檢量線 本實驗探討大蒜各部位的抑菌及抗氧化的效果，並與薑、蔥和維他命C比較，研究發現對黴菌的抑制以蒜頭最強;大蒜葉最小；實驗發現，蒜頭抗氧化濃度22200(ppm)及蒜葉22200(ppm)的效果最好，蒜莖6660(ppm)的效果最差；在pH=11的環境下，各組抗氧化的效果都增強，而在pH=2的環境下，各組的效果則明顯減弱；溫度對抗氧化影響: 溫度上升後，對大部分實驗組影響不大；添加鹽水、蘇打水與辣椒水對蒜頭、蔥根、老薑的抗氧化效果皆有提升，添加10％米酒對蔥根的抗氧化提升12.4％，白醋對蒜頭、蔥根與老薑的抗氧化效果下降，添加10％葡萄酒對大蒜、蔥根與老薑的抗氧化效果提升40.0～76.2％，10％啤酒對對大蒜、蔥根與老薑的抗氧化效果提升16.7～44.8％。 蒜頭和蒜莖的食品防腐效果最佳，可持續10小時不變色，蔥根和南薑二年生的效果最差，4小時就變色；蒜頭、蒜根、蒜莖和蒜葉的效果有明顯不同，而蔥根、蔥莖和蔥葉的效果也有不同，可見同一植物中，不同部位的抗腐壞效果也有所不同。 本實驗成功做出蒜頭、蔥根、老薑及維他命C的抗氧化濃度檢測線，蒜頭汁的檢量線 y＝0.002x－0.010；老薑汁的檢量線 y＝0.008x－0.034；蔥根汁的檢量線 y＝0.008x＋0.028 ；維他命C的檢量線 y＝0.002x－0.049 ，並以分光光度計校正碘液滴定量，減少人為實驗誤差，將老人家的智慧用科學加以驗證，證明蒜頭、蔥與薑都有良好的抗氧化效果。 nphssf2013-030206.pdf
芳賀第二定理的延伸及其形成線段數值的數字變化方式 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 最佳創意獎 屏東縣立中正國民中學 黃俊才 羅和憲 摺紙;相似;規律 由芳賀和夫所提出的「芳賀第二定理」做延伸，求出當DF數值為√2-1時，G點和A點將會重合。接著，求出當G點在AB上時，FA+AG、GH、HB、四邊形AGJF、△GHJ、四邊形HBCJ的一般式和AG：GH：HB的比例式；以及當G點在AD上 時，GF、GA+AH、HB、△GJF、四邊形AHJG、四邊形HBCJ的一般式和AG：AH：HB的比例式。最後，利用線段的一般式求出數值後，分別以n/2、n/3、n/4、……、n/m (m和n為正整數且n＜m)為一組，觀察數值中分母和分子數字的變化方式並証明。(參考圖請見圖2) nphssf2013-030402.pdf
神秘魔法石，銅銅抓起來 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 第二名 新北市立福和國民中學 周柏成;許名智 許維芳;許維真 大理石;吸附;銅離子 學校及工業的硫酸銅廢液處理已有多種方法，然而我們研究出全新的方法，利用大理石吸附並去除水中的銅離子，不但可以使硫酸銅廢液達到放流標準，且可以回收硫酸銅晶體。 我們加入氨水使溶液呈深藍色，再用分光光度計測波長590nm的吸收度，發現大理石對各種銅鹽均可吸附而表面呈藍綠色，大理石質量越大、顆粒越小則飽和吸附量越大，初始pH值不影響飽和吸附量，低溫時，吸附速率及飽和吸附量均下降。 我們證明大理石吸附硫酸銅為化學吸附作用，表面藍綠色附著物為鹼式碳酸銅。我們又發現無灰粉筆也可以吸附銅離子，所以廢棄粉筆有了新用途。最後我們把已吸附銅離子的藍綠色大理石，利用硫酸洗出銅離子，經由再結晶得到硫酸銅晶體，回收率達91％以上。 nphssf2013-030207.pdf
探討磁場中不同載流硫酸鹽溶液的轉動效果 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 第三名 高雄市立七賢國民中學 黃心嫻;謝宜和 謝瑾安;駱又慈;杜佩柔 硫酸鹽;解離;右手開掌定則 我們觀察磁場與電場交互作用下使電解質溶液轉動的現象，進而探討溶液轉動效果與溶液中離子的相關化學性質。首先由文獻資料中所提的實驗開始改進儀器設備與實驗方法，使測量轉速方式容易操作與測得數據，並使儀器微型化與減少藥品量，達到節能省碳的目的；並發掘多項影響轉速的變因(中心銅線粗細、電極與磁極的配置、中心銅線與磁鐵中心的相對位置、溶液多寡、濃度、電壓)，掌握因素後，才獲得穩定的數據。 起初求得溶液轉速與電壓大小有正比關係，又發現在相同電壓與濃度時，使用不同硫酸鹽，溶液轉動的轉速不同。其大小關係為 硫酸銅 > 硫酸亞鐵 > 硫酸鋅。經相關實驗探討後，提出V外 = V化學反應 + V離子移動的假設來說明此轉速關係。並以硝酸鹽驗證此假設。在求證過程中，又發現相同濃度且不同鹽類時，解離的離子數目也是影響轉動效果的重要因素之一。 (1) V外 ：由溶液外部的電源供應器所提供的電壓。 (2) V化學反應：溶液中進行化學反應所需的電壓[=V化學反應(正) + V化學反應(負)]。 (3) V離子移動：溶液中造成離子移動的兩端電極電壓。 nphssf2013-030208.pdf
聲聲不息？探討各種變因對硫酸銅晶體的影響 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 高雄市立陽明國民中學 藍玉山 鄭謹譯;王劭宇;郭聿睿 飽和溶液;聲波;硫酸銅晶體 一、晶種在試管內，距底部4cm為最佳的結晶位置，結晶後的量較多。 二、不同樓層高度(50m之內)對結晶量的影響並不大。 三、硫酸銅的結晶在自然狀態下，反應時間以兩天的結晶量最佳。 四、不同聲音頻率下的環境，以300Hz的音頻，結晶量最多，1200Hz的音頻，結晶量最少，我們推論1200Hz為硫酸銅水溶液自然震動的頻率。 五、300Hz的音頻環境下，反應時間為三天的效果最好。 六、銅線共振頻率為600Hz，銅線共振的結晶量均較硫酸銅水溶液自然震動下的結晶量少。 七、六字大明咒與打擊樂音樂型態，結晶量較佳，噪音對結晶量為最差。 八、使用乙醇與水的雙溶劑對結晶量的影響比單溶劑效果好。 九、酸鹼值對硫酸銅對結晶量有影響，但無規律性，加入濃硫酸，硫酸銅的結晶量特別明顯。 nphssf2013-030209.pdf
「水砂共舞」-探討坡地土壤沖刷之特性 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 佳作 高雄市立阿蓮國民中學 曹鎮;邱聘修 沈宗逸;丁應章;蘇子傑 土壤沖刷;植生;人工智慧 本報告研究坡地土壤之沖刷特性，使用縮小版的水槽進行沖刷實驗，分別嘗試各種因素如坡度、水量、流速、土砂、植生的組合所造成之沖刷量，找出其沖刷規則，並歸納各因素的重要性與交互關係。 再將主要因素套用模糊理論，依照實驗的沖刷規則等比例放大，即可推估曾文水庫各子集水區的土壤沖刷量，與莫拉克颱風發生之實際沖刷量進行比較，誤差多集中於30﹪以內，有不錯的精確度，值得未來做更進一步的研究與討論。 nphssf2013-030505.pdf
黑白變-變色薄膜研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 最佳團隊合作獎 桃園縣立大坡國民中學 林其良;林美伶 李依庭;許雅玟;范宸菘 氯化銀;保??膠 我們從變色眼睛?得到??感，想把變色的機制衍生運用，希望可以製作出一個變色薄膜，就可以輕鬆把它應用在我們教室的窗戶上，就可以擁有遮陽物品。我們大致分為?部分討?，一是固體壓片，二是軟式變色薄膜。從固體壓片實驗，得到壓片製作方式變黑和退色的速?都太慢。軟式變色薄膜的製作方式，藥品為硝酸銀和氯化銅的乙醇溶液在保??膠內混合均勻，形成軟式變色薄膜。而且在我們實驗過程中，得到最適合的Ag+和Cu2+ 莫耳?比是10：1，?用這比?做出?的薄膜，變色的速?最快，而且可以重複使用，退色後，再照陽光會再變黑。我們改用氯化鈣代替氯化銅時，反而退色的效果變好。我們最後覺得氯化銀顆?的大小是決定退色效果的主要因素。 nphssf2013-030216.pdf
農業廢棄物再利用-吸附重金屬離子之研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 佳作 臺南市立建興國民中學 楊志鴻;黃千芬 王秉旭 農業廢棄物;吸附與脫附;化學修飾 我們利用不同農業廢棄物進行含銅鎳離子之廢水吸附實驗，並探討影響吸附效率之相關條件，接著討論花生殼有無化學修飾對銅鎳離子吸附效率的差異。 比較未經化學修飾花生殼對相同濃度的Cu2+、Ni2+之競爭吸附，結果顯示Cu2+的吸附效率較好；隨著濃度上升，未修飾之花生殼對Cu2+吸附效率出現明顯下降，經重複使用會造成吸附效率的下降；化學修飾處理後則可提高對Cu2+及Ni2+的吸附效率，發現最佳化學修飾條件為溫度80℃、時間120分鐘、85%磷酸與花生殼固液比1:1。 研究顯示廢棄不用的花生殼可以用來處理低濃度銅鎳離子的廢水，除發現廢棄物再利用的新價值外，更能協助小廠商落實工業廢水的處理程序，達到保護環境與永續發展之目標。 nphssf2013-030210.pdf
晶聲尖叫-探討聲波對硫酸銅結晶的影響 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 佳作 新竹縣立成功國民中學 蔡世慧;張君豪 彭羿涵;呂品柔;陳亭安 硫酸銅;結晶;聲波 我們的實驗在探討聲波對硫酸銅結晶的影響。我們探討了頻率、振幅及音源個數對結晶的影響。頻率的實驗中，使用頻率500 Hz、1000 Hz、1200 Hz、1500 Hz、1800 Hz、2000Hz及2100Hz，振幅皆為100cm的聲波進行實驗。我們發現頻率為3的倍數時，結晶長度會比其他頻率音源下的結晶長，且結晶形狀大多為平行四邊形偏長條形，其餘頻率音源下的結晶形狀則大多為平行四邊形，不規則形結晶比頻率為3的倍數音源下的結晶多。振幅的實驗中，使用振幅為100 cm、200 cm、300 cm、400 cm及500cm，頻率皆為500Hz的聲波進行實驗。我們發現振幅越大，結晶越大，但振幅到300cm以上所結出來的結晶長度和300cm下的結晶無太大差別。多方音源中，音源越多，結晶大小越大。長晶過程部分，結晶會隨著能量前進方向依序長晶。 nphssf2013-030211.pdf
迷霧森林-銅樹銀枝的微觀探討及初步碎形分析 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 最佳創意獎 臺北市立敦化國民中學 劉睿荷 彭璿 金屬樹;氧化還原;顯微觀察 本研究以生物學研究器材（立體顯微鏡）一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界；又以數學分析（碎形理論）計算金屬樹維度；再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。 銀樹在不同介質（濾紙、洋菜凍）的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類，碎形維度1.77±0.17；銀樹似枯枝狀，維度1.65±0.04。顯微鏡下，紅褐色銅樹如珊瑚，銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀，則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式（平放、斜插、直插）而有差異。 本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算，誤差很小，值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。 nphssf2013-030212.pdf
探究直流電加熱不同金屬產生燃燒條件及其改進教材中有關空氣中氧含量之實驗設計 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 佳作 臺中市私立衛道高級中學 吳弘任 曾得嘉;陳世恩;王繹程 無碳燃燒;氧氣;二氧化碳 本研究探索鎂、鋅、鋁、鐵四種金屬通直流電加熱燃燒的可能性後，巧妙設計出一個鎂帶與鋼絲絨組合的方式，透過乾電池點燃鋼絲絨再加熱鎂帶產生燃燒現象，可用以檢驗空氣中氧氣的含量，實驗結果發現空氣的氧氣含量約19.6%，與理論值21%相當接近。若將鋼絲絨換成電熱絲，通直流電加熱鎂帶也成功在純二氧化碳中燃燒。我們修改課本教材中蠟燭燃燒水面上升實驗，經由通電加熱鋼絲絨成功點燃密閉空氣管柱中的蠟燭，我們證實水面上升約79.7%因素是空氣熱脹冷縮造成的。本實驗設計出一個簡易金屬組合裝置，在密閉容器中能高溫點火，這將可以重新應用於許多有關密閉氣體反應的實驗，並可進行定量氣體化學反應前後總體積變化，具有實驗教學上的價值。 nphssf2013-030213.pdf
蝦米吸金ㄟ--幾丁聚醣顆粒對金屬離子吸附之探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 第三名 宜蘭縣立復興國民中學 黃立宇;吳欣怡 連冠柏;謝宜庭;張建誠 幾丁質;幾丁聚醣;去乙醯化 本實驗先從蝦殼中萃取幾丁質，對Cu2+、Cr3+進行吸附，發現效果和實驗室的藥品級幾丁質並無明顯差異，接下來的實驗都以蝦殼中所萃取的幾丁質進行，由於表面帶電的影響，在pH值接近中性時對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果，溫度越高，吸附的速率越差，因此在常溫的吸附效果最佳，因為電荷密度的影響，對 Cr3＋較Cu2＋好，幾丁質經過去乙醯化反應後的幾丁聚醣可溶於弱酸中，再由鍵結反應和包覆過鐵粉的二氧化矽產生共價鍵結，形成幾丁聚醣顆粒，在pH=值6至7時，幾丁聚醣顆粒對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果，溫度越高，吸附的速率越差，在特定的情況下，幾乎可以將溶液中Cr3＋完全移除，因為幾丁聚醣顆粒表面具有胺基(-NH2)，且附著於奈米大小的鐵粉上，顆粒變小反應面積增加，故吸附的效果及速率較幾丁質明顯提升。 nphssf2013-030214.pdf
電池漆與電池紙 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 新竹縣立仁愛國民中學 梁炫禧;陳炯鋼 曾宥程;彭浩恩;謝承翰 電池漆;電池紙;電極紙片化 我們嘗試用乾電池裡的材料來製作方便攜帶又環保的電池漆與電池紙，先嘗試測量各物質的電阻以及其適合的溶劑，最後決定碳+松香水，電解質+水，鋅+膠水。用宣紙當鹽橋，觀察電壓、電流，雖然在A部分電流是測不太到的，但在B部分中加強了接觸面積後，電流也有明顯的提升我們嘗試用2B筆塗的碳紙當碳極，來接出正極二氧化錳所產生的電，並用氯化銨水溶液滴入濾紙來取代宣紙作為鹽橋，負極則用鋅片來代替電阻大的鋅粉，製成了新的電池紙，在碳紙部分也嘗試用了各種不同種類的碳紙來做比較，發現在2B 4B 6B筆塗碳紙中2B碳紙電壓最高，目前電流及電壓值在應用方面可以驅動小型電池錶以及小型電子車，未來將嘗試更多日常生活電子用品上。 nphssf2013-030215.pdf
精油如解液，飛蚊莫摧殘-真薰傳 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 臺中市立居仁國民中學 王翠妃;陳惠如 許哲睿;黃冠綸;黃靖惟 精油;白線斑蚊 台灣年均溫為23.6℃，溼度約75%，非常適合蚊子繁殖。本組期望採用廢棄的柑橘類果皮，及容易栽種的辛香類植物，在家中能自行調配安全無毒的防蚊液。 在以冷壓法所得的大蒜、洋蔥、橘子、柳丁、柚子精油中，我們發現將柚子精油80%與混合溶劑20%(嬰兒油與甜杏仁油3：1)調配，其對白線斑蚊的忌避率為68~92％，高於市售的天然防蚊液60~81％。也優於市售防蚊液中所常見的茶樹精油與香茅精油(自製精油忌避率高於兩者28~34％)。由所蒐集的資料可以發現柚子精油含高含量的檸檬烯(環狀?烯類)，其分子結構的穩定性勝於天然防蚊液的成分(多為鏈狀?烯類)。若能將屬於農業廢棄物的柚子果皮(其餘柑橘類果皮精油也有不錯的驅蚊效果)再製成精油，可使廢棄物得到更有效的再利用。 nphssf2013-030217.pdf
搞什麼？多酚亂變色！ 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 化學科 第三名 新竹市立建華國民中學 張維真;蔡芳珮 陳歆妍;許程硯;鄭閔中 多酚;雙氧水;自身還原氧化 我們用廢棄顯微鏡改造的「終極耗氧測定儀」能更簡單、精準地偵測肉眼觀察不到的氧化反應，因此發現了蔬果中「多酚」及「維他命C」兩者間的相對含量微妙地牽動了蔬果是否「變色」及「氧化」的特性。 我們也在「多酚變色」的一連串反應中發現了似乎違背「反應物濃度越高反應速率越快」的詭異現象，開啟了奇異變色探索之旅，驚訝地發現：「多酚」之所以能與「雙氧水」發生神秘的變色反應，竟然是因「多酚」的氧化電位剛好卡在「雙氧水自身氧化還原」的電位之間，巧妙地啟動了雙氧水在「不同濃度」下「不對等速率」的「自身還原」和「自身氧化」！我們也意外發現了蔬果中竟藏有從不氧化現身的「隱形多酚」，被我們無意間以「強鹼」給「逼」了出來，好奇嗎？一起來玩玩吧！ nphssf2013-030218.pdf
芙生六記~水芙蓉的平衡機制 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 新北市立錦和高級中學 吳家進 歐育茹;陳絲彤;黃郁晴 水芙蓉;浮水時間 實驗之初觀察水芙蓉的形態特徵和生長環境，發現：水芙蓉偏好在春夏生長，秋冬有落葉情況，且水芙蓉具有高度的環境適應性，會隨環境水深調整根部長度，以穩定植株平衡。若將水芙蓉沒入水中，並將根埋於土壤，會有斷根浮出水面的現象。 水芙蓉的密度在葉片為0.38 g/cm3，根部為0.92 g/cm3，這樣的因素使葉片可以產生較大浮力；而根部可以穩定平衡植株。從本研究結果得到：浮水時間與葉片重量與長度有高度正相關，翻正時間則與根部重量和長度均有相關。進一步研究較大的樣本發現，當無根狀態時，浮水時間反而比有根狀態慢，且無法順利翻正，這說明了水芙蓉的平衡機制葉片和根部的影響缺一不可。 nphssf2013-030301.pdf
飛燕返巢-南竿鄉家燕生態調查研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 最佳鄉土教材獎 連江縣立介壽國民中(小)學 劉禮平 蔡聿翔;葉品妍;曹雅涵 家燕;燕巢;巢位 本調查研究針對南竿地區介壽、福澳及馬港三個村莊水泥房在家燕（Hirundo rustica）舊巢位利用、產卵及孵育等生態上做觀察探討。結果發現三個村莊家燕舊巢位的完整狀態以「完好」最多；在舊巢位利用上，家燕於4月21日以後才開始利用舊巢來修補及築新巢，而且利用舊燕巢修補的巢數比新築的巢數多。在產卵方面，本年度家燕於4月14日以後開始產卵，隨著時間推移產卵的數量也增加，5月12日達到最高峰。同時在觀察燕巢時看到4顆卵機會最多，機會最少為6顆。至於家燕的卵孵化部分，本年度於5月5日以後才開始孵化，孵化前巢中的卵以4顆及5顆的巢數最多。在研究期間適逢禽流感（H7N9）在對岸盛行，造成地區民眾慌恐，怕被禽鳥傳染而剷除住家屋簷下燕巢，造成燕巢破壞數量偏高，後經衛生局宣導後這種情形才減緩。 nphssf2013-030302.pdf
芋頭半胱胺酸蛋白?抑制劑對桑蠶生長影響之研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 嘉義市立大業國民中學 范凱雯;張毓敏 黃崇漢;陳泓均 芋頭半胱胺酸蛋白?抑制劑;抑制;桑蠶 芋頭高雄1號比起其他品種儲藏時間較久，較不容易被病菌入侵，進一步發現其含有較高含量的半胱胺酸蛋白?抑制劑，然而此蛋白質能否對昆蟲有抑制的效果，是否能當作生物防治的材料，待進一步研究；我們利用重組蛋白質芋頭半胱胺酸蛋白?抑制劑 (tarocystatin) 以及對照組BSA與水塗佈在桑葉上，餵養兩周大的桑蠶持續三周，發現桑蠶的生長情形均受到tarocystatin的抑制，並且有較高的死亡率，推論tarocystatin可以影響蟲體的消化吸收功能，造成養分吸收減少而死亡。未來可以進一步研究並純化，發展生物防治取代化學農藥使用量。 nphssf2013-030303.pdf
坍與不坍-崩塌地之土粒研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 第三名 桃園縣立楊光國民中(小)學 張聰陽;彭淑媛 許祐誠;陳柏展;陳郁翔 崩塌;土粒大小;孔隙率 本研究經由觀察生活中常見的崩塌並研究其土壤結構及組成，探討其發生原因及特性，如：土壤的崩塌測試以觀察其承受力，再進行各地土壤的含水比、孔隙比、顆粒大小等。發現崩塌地形的產生多屬人為坡度開發不當造成，其中含水比約為38.5%、孔隙比88.3%~245.6%以及土壤粒子多為≧1.2mm，三者增量交互作用時，易形成崩塌地。 nphssf2013-030506.pdf
「蛹」恆的約定 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 第一名 新北市立中山國民中學 陳佑華;吳志成 楊頤;葉之晴 樺斑蝶;蛹;結蛹點 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。 nphssf2013-030304.pdf
絕「簇」逢生---探討蠶豆及秋海棠形成氣孔簇的環境適應現象 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 佳作 臺南市立建興國民中學 戴守音;房樹生 郭蘋? 氣孔簇;缺水逆境;陸生適應 本研究觀察秋海棠葉片的氣孔簇發現，在土壤溼度低的環境能誘發秋海棠（Begonia grandis）葉片出現氣孔簇，因此推測氣孔簇特徵是某些植物為適應乾旱環境所表現的策略。此外，觀察蠶豆（Vicia faba）的氣孔簇，其型態雖異於秋海棠，但在乾旱條件下（澆水量10mL/天），氣孔簇數量也會增加，直至適應缺水環境為止。因此，推論氣孔簇的出現是某些植物節流的共同策略。氣孔簇的特殊形態讓植物不致於因缺水而關閉氣孔，導致無法進行光合作用，如此可增強植物適應乾旱環境的能力。 nphssf2013-030310.pdf
天空的舞者--探討槭樹種子的飛行模式 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 第二名 南投縣立大成國民中學 徐敏益;董曜瑜 曾麟雅;朱家慧 槭樹種子;白努力定律 槭樹種子的外表型態有常態分佈的現象，翅果常分布在1.08?2.02公分，又以1.32?1.56公分最常見，寬分布於0.22?0.72公分，以0.32?0.50公分為最常見。厚度的大小依序排列為：種子＞肋＞翅膀；肋的厚度大小依序排列為：肋前＞肋中＞肋後。重量分布於0.012?0.046公克，以0.022?0.032公克最為普遍。槭樹種子飛行的時間具有一定的規律性；我們把飛行時間大約分成四大類，分別是：啟動期、旋轉期、滯空期和飄移期。質量小的種子較質量大的種子能散播得遠，尤其是高度在100公分以上時較明顯。槭樹種子飛行時，除了種子本身的旋轉(自轉)外，種子亦繞著一圓心飛行(公轉)。 nphssf2013-030305.pdf
藻出能源，發電我最行─探討影響藻類電池發電效率之影響 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 佳作 彰化縣立陽明國民中學 陳信穎;洪存慧 陳佳旻;郭喜溱;王心駖 藻類電池;光合作用;太陽能 在能源日漸耗竭的今日，開發環保新能源是重要的課題。本研究中使用的藻類電池，係藉著藻類照光會行光合作用而發電。藻類可以吸收空氣中的二氧化碳，因此更符合「節能減碳」的概念，藻類電池又被稱為「活的太陽能電池」。從研究結果發現製作藻類電池時，以藍綠藻與小球藻的組合為最佳，其中藍綠藻擔任負極，而小球藻擔任正極。藻類電池在光照強的環境，有較佳的發電效率，而且添加營養劑在藻類電池中，不僅可以提高發電率並可以延長藻類的生命。在不同色光的照射中，藍光與紅光對於刺激藻類電池發電效率最佳；綠光則是最差。藻類電池也可以進行串聯，藉此提高電壓與電功率。我們期待藻類電池在未來可以成為一種新的能源。 nphssf2013-030306.pdf
正s邊形滾動路徑與面積暨階梯問題之通式探究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 第三名 新北市私立南山高級中學(附設國中) 王志偉 何承?;王梓軒;陳則翰 移動路徑總長;橫掃區域面積;階梯問題 從2002年TRML思考賽試題出發，研究正三角形與正方形繞轉 矩形外圍的旋轉弧度、內部任意點P的移動路徑總長、橫掃區域面積等問題，再將其延伸成正s邊形去繞轉矩形外圍，發現m,n,s彼此間都有連帶的關係，成功地寫出一般化通式。之後改成繞轉mxn矩形內圍，只研究正三角形與正方形，觀察其與繞轉矩形外圍的差異性，發現在頂角處需做細部分解，修改通式、歸納分類。最後，設計了創新的『階梯問題』，設計攀爬t階層樓梯與(x+y)階層樓梯，在其過程中於頂角處需整合外轉與內轉的通式，於直線部分需仔細思索其少轉的數量，才得以寫出完備的通式。 nphssf2013-030401.pdf
仰式泳椿拳—小仰泳椿捕食孑孓之生物防治潛力評估 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 嘉義縣立永慶高級中學(附設國中) 張珮珊 劉尚弦;吳睿濬 仰泳椿;孑孓;生物防治 蚊子不僅擾人，更為重要病媒昆蟲，在臺灣傳播登革熱、日本腦炎等法定傳染病。近來橈足類防除病媒蚊頗具效用，南區之劍水蚤防治亦有良好試驗結果，然相較劍水蚤因體型小而偏好捕食一齡孑孓的限制，我們的實驗主角—仰泳椿具大體型優勢。本實驗透過捕食量、捕食速率與偏好試驗，初步瞭解仰泳椿之齡期、饑餓程度等因素會影響對孑孓捕食量、捕食速率及各齡孑孓捕食的偏好，仰泳椿齡期愈大、饑餓程度愈高其捕食量、捕食速率亦較高，且偏好捕食高齡期孑孓。透過捕食行為分析建立仰泳椿「被動等待」與「主動靠近」二種捕食模式，饑餓程度愈大會因養分需求較迫切而傾向以「主動靠近」模式來捕捉高齡孑孓。綜合研判，中高齡仰泳椿對孑孓防治具高度發展潛力。 nphssf2013-030307.pdf
當矩形愛上鋪滿數 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 佳作 臺北市立北投國民中學 黃國斌 丁于庭;丁詠倢 鋪滿數;矩形;遞迴關係 本科展首先研究：3×n矩形用3×1(1×3)矩形鋪滿，4×n矩形用4×1(1×4)矩形鋪滿，和a×n矩形用a×1(1×a)矩形鋪滿，運用是否跨斷線找法推出鋪滿數公式。 再來運用特殊形找法，分虧格和L型來鋪滿3×n矩形；4×1矩形、T型、2×2方形、Z型，個別及兩兩組合鋪滿4×n矩形。在本研究中除了有用到Z型做排列時，鋪滿數為0種外，其他狀況皆推出了公式。因每一圖形的鋪滿數和前一圖形有關係，故除了虧格外，其他以遞迴關係式來表示。 而後分析各圖形鋪滿數，得到a×1矩形數據在表格的呈現上為傾斜的巴斯卡三角形，且隨著a×1中a值的不同，垂直間隔(a－1)格；L型和T型，也有不同的巴斯卡三角形形式，並證明、推廣。 最後研究方形鋪滿m×n矩形的鋪滿數，當{k?m,nk|m,n時，鋪滿數為1，反之為0。 nphssf2013-030414.pdf
「磁」魚之殃—區域性蓋斑鬥魚磁場中的行為探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 基隆市立武崙國民中學 葉玉君;鍾翎 陳柏任;蕭易宏;方浩宇 蓋斑鬥魚;磁場 地球具有磁場，地球磁場影響了許多生物的棲息及遷徙行為。本研究透過外加與地磁方向不同的磁場，來了解蓋斑鬥魚的各項行為是否受外加磁場干擾影響。 實驗發現外加磁場下：蓋斑鬥魚的方向判別能力降低，常有錯誤情形：蓋斑鬥魚的方向判別能力降低，常有錯誤情形：蓋斑鬥魚的方向判別能力降低，常有錯誤情形：蓋斑鬥魚的方向判別能力降低，常有錯誤情形發生；牠的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長，次數也減少；的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長，次數也減少；的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長，次數也減少；的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長，次數也減少；蓋斑鬥魚的胸鰭、尾擺動次數蓋斑鬥魚的胸鰭、尾擺動次數蓋斑鬥魚的胸鰭、尾擺動次數幅度也受其影響；變得比較好動，不會長時間停留在同一位置。 我們也發現蓋斑鬥魚的某些行為與外加磁場沒有太大關係。例如：無論。例如：無論。例如：無論。例如：無論有無外加磁場，其都喜愛較暗的地方；偏愛深色、喜歡溫暖的水域好棲息在底部習慣逆流而上。此外蓋斑鬥魚的記憶能力也不受外加磁場干擾。 nphssf2013-030308.pdf
「蕨」對棒的生長環境-孢子囊的耐酸性與耐熱性 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 新北市立林口國民中學 邱巧詩 余芸宜 蕨類;孢子囊;耐酸性 台灣被稱為「蕨類王國」，蕨類資源豐富，蕨類的密度更是世界第一。為明瞭林口台地蕨類的多樣性，選擇桃園縣龜山鄉長庚村作為田野調查地點並進行一年的觀察研究。藉由調查蕨類物種的分佈及數量，來探討蕨類植物的特性與生長棲地條件的相關性，並探究蕨類孢子囊的耐酸性與耐熱性是否是決定優勢種蕨類生長的重要關鍵。實驗發現本區數量最多、分佈最廣、最具代表性的優勢種蕨類為密毛小毛蕨，而不同pH值(pH 8~3)及溫度(20~40℃)對密毛小毛蕨孢子囊無明顯破壞效果，對照組則相反，推測其對生長環境的要求不高，像在有陽光處和陰暗處都可以生長，同時具有極強的耐酸性與耐熱性，適應性強，因此容易繁殖而成為本區的優勢種。 nphssf2013-030309.pdf
長腳捷蟻～迅速如雷的侵略者 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 私立康乃薾雙語中小學 吳建廷 洪子閔;葉向鈞 社會性昆蟲;食性;攻擊行為 長腳捷蟻的食性研究發現，液態食物中，對蜂蜜及果糖的喜好度最高，每隻約停留17 至18 分鐘；而在固態食物裡，以新鮮的果蠅屍體最為愛好，在放下食物時，3秒內，就將一隻果蠅屍體搬走。接著探討其攻擊行為中發現，在狹小空間，因為容易發現侵入種，也更能準確的噴灑蟻酸，導致對方死亡，致死率很高，特別是針對體型相近的大黑山蟻，會以最大量的族群數展開攻擊。最後，在翻巢實驗中，當外在因素干擾穩定巢穴時，工蟻除了迅速將卵、幼蟲及蛹搬離外，更有多數的工蟻進行混淆，干擾天敵發現卵、幼蟲及蛹的機會，這些行為皆表現出對幼體的保護以求族群的延續；實驗期間我們在偶然中，也發現長腳捷蟻為多蟻后形態，且每隻蟻后皆擁有可生產的地位。 nphssf2013-030311.pdf
與牡蠣的蟹逅~豆蟹與牡蠣寄生關係之探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 佳作 高雄市立陽明國民中學 蔡瑞琴;鍾珮軒 黃士倫;陳璽云;潘柏瑋 牡蠣;豆蟹;寄生 豆蟹被發現共生於牡蠣內，但其關係的建立仍不清楚。本研究藉觀察牡蠣與豆蟹個別與共同生活探究它們的相互關係。結果發現雌雄牡蠣外觀型態差異甚小，但精卵外型與大小卻明顯不同。進行人工受精時增加洗卵次數可提高孵化率，也觀察到卵裂、擔輪子幼體和D型幼體等變化。對豆蟹的觀察顯示雄豆蟹體型小，常躲入雌蟹腹部中。抱卵雌蟹以腹部開合產生水流排放蚤狀幼體，幼體具正趨光性。將牡蠣與豆蟹一起飼養觀察兩者互動，發現豆蟹成體無法進入牡蠣。經調查發現牡蠣被豆蟹寄生率約10~12%，被寄生的牡蠣以1-2隻豆蟹居多，若寄生2隻豆蟹多為1雄1雌，比較被寄生與否的牡蠣之殼長和組織乾重，推測0.32~0.39cm的稚蟹選擇進入殼長3公分以上的牡蠣是寄生開始的可能時機。 nphssf2013-030312.pdf
我也是小強─櫻桃紅蟑的趨性與生存策略 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 彰化縣立鹿鳴國民中學 陳建宏 蕭淳云;郭宴慈;張貴欽 櫻桃紅蟑;趨性;生存策略 因好奇目前淪為寵物餌食的櫻桃紅蟑(Blatta lateralis) 的小強本能還有多少?所以我們設計與自製了四格透光紙盒討論櫻桃紅蟑對於不同照度與不同色光的負趨光性表現、自製沙盤紙箱與不同接觸面來探討櫻桃紅蟑趨觸性的機制、自製軟管通道紙箱探討櫻桃紅蟑對各種氣味的喜好、與自製八岔路軟管紙箱測驗其對水分的感知能力等…得到主要結論為櫻桃紅蟑在有人為干擾下趨觸性的表現優先於負趨光性與對食物、水分的需求，於無干擾狀況下櫻桃紅蟑是平均分散於環境中不喜碰觸的、在光照強度約100 lux以下對光的明暗較敏銳、對於氣流的擾動感知大於對震動、水分的吸引力優於對糖、魚飼料等的吸引…我們期許這些結論有助於應用在蟑螂防治的設計。 nphssf2013-030314.pdf
蝴蝶鱗片散熱的秘密──仿生材料的探討與應用 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 佳作 臺北市立中正國民中學 張琬珮;吳榛庭 柯秉森;蔡青瑾 鱗片;仿生;散熱 為探索蝴蝶為何在太陽光的高溫持續照射下仍可以快速散熱,且優美自在的飛翔, 所以本研究想進一步瞭解蝴蝶翅膀的構造, 及其散熱機制之後，仿照此一機制其中的蝴蝶鱗片的材質- 細微幾丁質, 達到材料仿生的目的。 本研究將蝴蝶鱗片, 100%幾丁質, 細末甲殼素(92%幾丁質), 奈米碳,石墨烯,及散熱膏,在燈泡上加熱, 以尋求散熱最佳組合; 也將之應用在熱水加入玻璃杯, 鋼杯, 鋁合金等容器之外殼, 更將甲殼素與散熱膏混合物, 填補在電腦CPU與熱管縫隙中, 實驗結果得證, 果然細末幾丁質(本實驗稱甲殼素), 果然有良好的散熱傳導效果。 nphssf2013-030315.pdf
滿庭芳-植物的氣味世界 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 第三名 臺南市立後甲國民中學 陳淑婉 黃怡亭;馬悅慈;沈俊廷 可揮發油性物質;光合作用;氧化壓力 許多植物會散發出氣味，氣味在植物中扮演甚麼角色呢? 我們分別用葉片氣味、收集的可揮發油性物質來處理植物，觀察對植物生理、生化的影響：例如發芽、生長、細胞大小、氣孔開合、氧化壓力、糖與澱粉量的變化，進而探討其中的分子機制。結果如下: 一、 葉片氣味及可揮發油性物質會影響植物的發芽與生長。 二、 植株受氣味處理後長得較小，主要是因細胞變小、而非細胞變少。 三、 綠豆在可揮發油性物質氣味處理下，葡萄糖與澱粉的累積量也變少。幼根氧化壓力增加。 四、 植物在可揮發油性物質氣味處理下，Ca++幫忙把訊息傳遞到細胞內，讓植物做出適當反應，例如:使氣孔關得較緊或葉綠素被分解。 五、 可利用植物的氣味，當天然農藥，取代化學農藥，更為環保。 nphssf2013-030316.pdf
大漢溪流域-福山巖地區 台灣本土蝦類-多齒新米蝦(Neocaridina dentculata)的族群調查研究報告 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 桃園縣立八德國民中學 趙光中;蘇慧玲 李佳芸;朱筱晶;呂辰彧 多齒新米蝦(Neocaridina denticulata) 多齒新米蝦(Neocaridina denticulata) (林春吉，2007)是臺灣溪流中常見的物種，在淡水生態系中擔任重要的能量傳遞者，並在水族業中具重要經濟價值(陳妙嫻，2006)；本次實驗嘗試利用 樣區法-即 樣區採樣法 與 標幟放回法-即 捉放法 兩種方法，進行 大漢溪流域中游-福山?地區灌溉渠道中 多齒新米蝦 的族群調查，實驗發現 二十米灌溉渠道中，穩定生存族群大小為220到224隻；繁殖期甚至高達360隻。 順勢調查到 日本沼蝦(Macrobrachium nipponense)、衛氏米蝦(Caridina weberi)與 極樂吻蝦虎(Rhinogobius giurinus) (林春吉，2007) 的族群，初步發現四族群間可能存在複雜的食物網關係；順道比較 降海產卵 與 非降海產卵蝦類 卵的差異；同地點不同時間，該區灌溉渠道中的 蝦類 族群大小 受到非常鉅大 的人為干擾與影響! 多次發現不同米蝦 與 馬藻(Potamogeton crispus) (林春吉，2009) 生態密切依存的共生現象。 nphssf2013-030317.pdf
高速鐵路轉向架動態分析 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 高中組 物理科 最佳鄉土教材獎 臺北市立建國高級中學 陳泓志 吳承儒 轉向架;非線性;阻尼 本研究的目的是要分析高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態，並描述當時的運動狀態和發現有益與有意義的結果。分析後的結果發現，高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態是屬於非線性的情況，因此，嘗試以非線性振動理論來描述當時的運動狀態。初步結果顯示，以KBM非線性振動理論來描述當時的運動狀態，可發現共振對列車行駛安全性有影響。 nphssf2013-040104.pdf
尋找正榕小小蜂 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 第三名 高雄市立鼓山高級中學(附設國中) 鄭志輝 陳又瑄 正榕;榕果;榕小蜂 在此次的研究中發現到榕果果腔中生長有長花柱雌花、短花柱雌花(癭花)及雄花。而且在 果腔中總共發現了六種雌、雄榕小蜂，其中的 Eupristina verticillata 雌、雄蜂與榕果是互 利共生，其餘五種榕小蜂與榕果是寄生關係，而且Eupristina verticillata 雌、雄蜂在果腔中的數量最多，是生存優勢族群。觀察到榕小蜂會在雌花的子房中產卵，形成蟲癭，因為各種榕小蜂的身長皆「顯著大於」蟲癭子房的長度及寬度，所以榕小蜂必須捲曲著身體， 才能藏身在蟲癭中。並且觀察到雄蜂間為了能與雌蜂交配，會有爭鬥的行為，更是發現了 雌蜂必須靠雄蜂咬破蟲癭，才能離開蟲癭。 nphssf2013-030318.pdf
曝「光」的「珠」絲馬跡 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 桃園縣私立新興高級中學(附設國中) 陳俐蓉 林暐倫;蔡宗晏 五蕊葉下珠;紫外光;植物發育 本實驗探討紫外光對五蕊葉下珠生長發育和遺傳毒性的影響。我們研究五蕊葉下珠從種子萌芽至開花結果，只需5-8週時間，生命週期短，易繁殖生長，能在短時間內產生大量的種子，我們以這世代交替迅速的五蕊葉下珠作為研究對象，進一步處理紫外光照射其種子和幼苗植株，影響種子萌芽和幼苗的正常發育，隨著UVC照射時間愈長發育幾乎停滯，嚴重的話導致植物死亡。生殖方面雄花和雌花的發育率也降低，花粉管的發展被抑制，甚至所發育果實其內的種子萌芽率減少40%，發芽種子呈未分化，且細胞染色體出現異常短縮狀，顯示紫外光對於五蕊葉下珠有遺傳毒性傷害，我們期望利用生理和遺傳性傷害等病徵，以五蕊葉下珠建立生物模式(model)作為曝露短波紫外光輻射的預警訊息！ nphssf2013-030319.pdf
"城市殺手"直下型地震 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 雲林縣私立永年高級中學(附設國中) 陳尚民;黃鈺涵 施泓丞;邱連春;周家? 直下型地震;共振現象;制震器 本研究主要是研究城市直下型地震抗震的方法，並利用自製振動台來測試建築制震器的抗震能力，結果顯示黏滯阻尼器、斜撐式制震器效能較佳，類彈簧式、制震壁式則成效較差，同時亦發現軟弱地層厚度越高，到達共振情形越明顯，對P波、 S波震波實驗結果得知，S波對建築物傷害更甚，岩層實驗結果可知火成岩(安山岩)抗震能力較佳，大理岩則略差，軟弱地層則對震波有放大效果，得知只要建築物在岩盤上，安全性較佳。 nphssf2013-030507.pdf
歷歷在目-深入探討負片後像與相關視錯覺 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 最佳創意獎 臺中市立長億高級中學(附設國中) 蘇毓智 王鐽錕;林翌婷 負片後像;視錐細胞;視錯覺 為探討視覺疲勞產生的負片後像及相關視錯覺。我們標準化觀察情境，並將色彩以光的三原色RGB在電腦螢幕上的數值加以定義。 研究發現，負片顏色可用計算的方法預估，實驗加權後的顏色接近理論值，且觀察的時間越久，顏色越深，視覺疲勞的比例也越高，疲勞比例依序為藍＞綠＞紅；黑底時負片顏色不易判斷；改變底色會使負片顏色疊加底色；單眼觀察的視覺疲勞比例高於雙眼觀察。 旋轉球實驗，加引導十字可使看到的人次提高，改變底色時，顏色接近底色；鬼影效果依序為正方形＞傾斜45度角＞三角形＞六角形；方塊顏色的影響依序為黑白＞藍＞紅＞綠，可能與和底色的灰階值差有關，此數值與看到人次相關；此外，盲點處也有負片後像，但可能是大腦想像出來的。 nphssf2013-030320.pdf
逆境求生─幫助綠豆在“鹽逆境”中生長的實驗與研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 新竹縣立仁愛國民中學 梁炫禧;陳泰嬌 何盈德;陳亭瑋;廖芳淳 鹽逆境;滲透壓;離子 本實驗探討綠豆在鹽逆境的生長，我們設計了一個培養容器，可以穩定地維持鹽分濃度。實驗結果顯示，海水和食鹽水濃度3.5％以下均不影響綠豆萌芽,食鹽水濃度0.1％～0.3％對綠豆生長影響不大;在0.4%～0.5%濃度時綠豆生長明顯下降;而濃度超過0.5%以上，綠豆生長得很差，甚至不生長，證實了鹽逆境會抑制綠豆生長。 研究發現在正常培養環境中，添加氧、醣類或肥料可以提高綠豆在自來水中的生長，但無法降低食鹽水所造成的負面影響。經由比較其他離子對於綠豆生長的影響，我們發現除了滲透壓的共同影響之外,造成鹽逆境的關鍵因素可能是鈉離子。於是我們透過在食鹽水中添加鈉離子阻斷劑，以干擾鈉離子進入細胞的機制；或在食鹽水中加入鉀、鈣、鎂離等不同的離子，希望透過離子拮抗的作用來降低高濃度鈉離子對綠豆生長的負面影響，結果發現利用這些方法，可在一定範圍內，改善鹽逆境對綠豆所造成的生長抑制情形。 nphssf2013-030321.pdf
天然水草缸可行性之探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 佳作 宜蘭縣立礁溪國民中學 陳柏羽;黃品臻 盧家雯;游家菁;陳翊寬 水族箱;水草;硝化菌 本研究探討「天然水草缸」是否能捨棄傳統配備，利用水草缸自身機制達到平衡。我們建立「養水作業流程」，亞硝酸菌（Nitrosomonas）6週的時間可培養完成，硝酸菌(Nitrobacter)8週能培養完成。但NO3-無法被分解。為了降低NO3-濃度，研究水草淨化水質能力，發現「優勢水草種植面積70％+水草修剪+每週換水＝高效能過濾器」方式取代圓桶過濾器。水草缸可增加魚類的耐寒能力。我們分析飼料成分，希望透過平日餵食取代外加水草液肥，但發現水草液肥並沒有考慮餵食飼料的問題，氮磷會重複補充。飼料中並無水草所需的鐵與微量元素，無法餵食取代施肥，並提出補充「非完全肥料」的概念。最後重新建立「高效能天然水草缸」，觀察歸納出天然水草缸與標準配備水草缸之間的優缺點比較。 nphssf2013-030322.pdf
好聽的鐵板燒─低溫液體撞擊高溫金屬板之聲音研究探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 高中組 物理科 佳作 國立新竹高級中學 吳思鋒;詹育嘉 李威果;胡耀傑;彭胤傑 氣爆;絕熱膨脹;Leidenfrost Effect 我們將水滴滴向高溫金屬鋁板發現其有高頻的聲音產生。推測聲音產生的機制應由底部水分子在短暫時間內迅速沸騰氣爆所致；同時也發現其聲音波形應是由多個接觸點產生的聲音疊合而成。透過實驗結果可知：滴落高度差、水滴與鋁板溫度差、酒精重量百分濃度皆與聲音頻率呈現正向關係，而液滴質量與聲音頻率呈現負向關係，此外鋁板大小及厚度不影響聲音頻率。 nphssf2013-040105.pdf
LED「油亮」小球藻 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 新竹市立建功高級中學(附設國中) 王意如 陳宜暄;林孳敏;吳昀杰 小球藻;發光二極體(LED);藻油 微藻行光合作用，為生長最快速的植物，其養殖具有二氧化碳減量、生產質柴油之功能。為了使微藻的養殖更具有效率，可夜間養殖施以人工光照，而LED因具有省電、使用壽命長等優點，加上部分LED所發射的光波長為植物行合作用之需，因此本實驗探討LED光照利用於微藻養殖的可行性。本實驗主要結果如下：(1)在紅光與白光LED光照下，微藻生長速率比藍光LED光照顯著快速，但與一般的T5燈管光照相近；(2)在紅光LED光照下，小球藻生長速率隨著強度增加而上昇；(3)紅光和藍光LED光照的微藻油脂含量藻油脂含量為17-18%，而T5燈管光照之微藻油脂含量約18~19%。我們的實驗結果顯示，紅光LED可用於微藻的養殖，唯目前LED的生產成本仍高，因此用於微藻養殖的經濟效益仍須評估。 nphssf2013-030323.pdf
聰明的百香果，捲!捲!捲! 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 第三名 臺中市立大業國民中學 邱雅琪 呂紹寧;陳冠榛;張妙德 百香果;向觸性;捲鬚莖 植物向觸性的介紹常以牽牛花的莖或是葡萄的捲鬚莖為例，這些莖碰觸到物體時，會發生捲束行為而束緊該物體。本實驗觀測發現：百香果的捲鬚莖即使未捲束到其它物體，亦可直接回捲而形成「彈簧狀」，若捲鬚莖捲束到其他物體，則會逐漸增加拉力，以縮短百香果枝條與該物體之間的距離。本實驗依據：外型觀察、切片觀察與拉力測量的結果，將百香果的捲束行為分為「初抓」、「束緊」、「回捲」、「硬化」四個階段。本實驗認為：「初抓」、「束緊」的行為，與一般向觸性之捲束行為相似，但「回捲」的行為則不發生於牽牛花與葡萄。此外，緊實捲束物體的捲鬚莖，其基部直徑多大於未捲束其它物體而直接回捲之捲鬚莖。 nphssf2013-030324.pdf
天造地設-探討黃槿刺子節蜱的造癭秘密 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生物科 第三名 桃園縣立經國國民中學 張佳鈴 陳愉滋;胡若水 黃槿刺子節蜱;蟲癭 在校園中採集黃槿(Hibiscus tiliaceus)葉片上的蟲癭(insect-induced gall)，進行解剖觀察蟲癭內部結構，發現有許多白色蠕動的小蟲寄生，經查資料確認為黃槿刺子節蜱(Aculodes hisbisci)。有蟲癭寄生葉片較無蟲癭寄生葉片小，蟲癭數量會隨時間增加，有蟲癭的黃槿葉片質量較重保水性佳不易凋謝。葉柄維管束切片發現，相同生長時間，無蟲癭寄生者維管束分化快、木質多且環狀排列在外圍。經由葉肉蟲癭切片染色得知癭最內層為韌皮部，由葉下表皮增生包圍，由韌皮部增生營養層，可提供葡萄糖供應至內部纖維，蟲體藉羽爪攀附粗長的內部纖維取食。一個蟲癭橫徑越大，內部蟲體越多，癭橫徑最大可達0.6cm，其內部的黃槿刺子節蜱可多達400隻，但蟲癭隔間內黃槿刺子節蜱數愈多，內部的突變纖維密集度愈低。 nphssf2013-030325.pdf
莫利三角形的孿生兄弟 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 最佳團隊合作獎 基隆市立中正國民中學 林耀南;吳建昀 張辰煜;廖彥鈞;王詩媛 莫利三角形;孿生莫利三角形;旁－旁莫利正三角形 你知道嗎?我們隨手畫出的莫利△其實不一定是莫利△本尊而是它的孿生兄弟，眾所周知吾人無法用尺規作圖直接操作莫利三角形，本文使用尺規作圖由內而外揭開了它的面紗，使用尺規作圖畫出所有的莫利直系家族，更進一步的畫出他的孿生兄弟家族。一般的莫利△包含一個內莫利正△、一個外莫利正△及三個旁莫利正△，本文利用尺規作圖又找到了他對應的孿生兄弟內莫利正△、外莫利正△及旁莫利正△。前人亦曾從不同方向間接使用尺規去作圖，但他們只能觀察莫利原生家族，反觀本文指定一正△當內莫利正△，用尺規作圖反向操作出一組原生莫利家族及其對應的另一組孿生家族，過程中利用到的輔助圓具有神奇的功能，它將隱藏一百多年(1899~2013)的"莫利完整家族"發掘出來，這個輔助圓也讓我們了解誰是本尊誰是分身。 nphssf2013-030403.pdf
大自然的數學遊戲-蟻獅『做圓』、『做錐』挖挖挖 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 南投縣立宏仁國民中學 李季篤;林志隆 楊曉涵;謝維元;余冠篁 圓錐;扇形;弓形 本研究主要是探討蟻獅巢穴的數學秘密，經觀察蟻獅建造巢穴的目的有二：(1)做『圓錐巢穴』是為捕食、(2)建造『圓形蛹室』是為成長蛻變。我們計算了十個樣本，發現蟻獅所築圓錐巢穴之坡度大約介於49°~63°之間，利用勾股定理a2+b2=c2算出巢穴斜邊長在1.25～4.85cm間，另外不同大小體長蟻獅建造出來的巢穴底圓半徑、深度、體積與圓錐體曲面面積，相關係數分別是0.62、0.4、0.53、0.56，證實上述項目彼此間有顯著線性相關，而有利於蟻獅捕捉到獵物。在球體蛹室半徑、體積、蛹室的面積等與體長間，相關係數是0.99、0.88、0.95，且有高度線性相關，代表蟻獅幼蟲可以在蛹室內安全無慮下蛻變成長。 nphssf2013-030404.pdf
走完一圈有多遠─探討1×1×n之長方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 佳作 彰化縣立和群國民中學 王郁茜;林彩郁 李易修;李明謙;朱雨蓁 最短路徑;畢氏定理 延續 彰化縣第52屆科展優等作品「走完一圈有多遠-探討1x1x1之正立方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑」除了找到該報告的缺漏外，更進一步地討論在1x1xn之長方體面上一點出發的情形。 我們利用 三角不等式、畢氏定理、二次函數等概念得到 1.從1x1xn長方體頂點出發，走遍六面回到原點的最短路徑長為 √2(n+2), 0?n?2 2√n2+4, n>2 2.從1x1xn之長方體上1x1面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √32+(2n+1)2, n?1 √2(n+2), n?1 3.從1x1xn之長方體上1xn面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √(2n+2)2+22, 0<n<√2-1 √(1/2n+2)2+(n+3/2)2+√(1/2n)2+(1/2)2, √2-1?n<1 √32+(2n+1)2, 1?n<3/2 √42+(2n)2, n?3/2 nphssf2013-030405.pdf
「棋」開得勝 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 高中組 數學科 國立馬祖高級中學 鄭景文;李中 朱普巖;林婷薇;劉仲恩 搶棋;目標棋數;分治法 在我們一次數學課程中，一題搶到最後棋子的人獲勝的題目，勾起了我們的好奇心，在這個看似公平的遊戲，裡面卻暗藏著許多的不公平，所以我們希望能看透箇中奧秘，觀察之間的關連，並進一步歸納是否有必勝的方法。 nphssf2013-040403.pdf
少年「π」的奇幻旅程--不對稱切割之內外夾擊 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 第二名 高雄市立三民國民中學 黃昭勳;蔡震珊 王冠萭 不對稱切割;加權校正法;圓周率 自古以來，幾何法求圓周率，由於太執著於把圓或角度做等分，都會面臨開根號與無理數的問題。本文第一階段，改以不對稱切割來避開無理數。先定義有理數r和角度θ的映射函數T，發展出另類分割圓周的簡易方法，讓圓的外切與內接多邊形邊長都呈現為?1之最簡正有理數，並計算初步之 值。第二階段，則藉由外切與內接多邊形對圓面積的逼近探討，來導出一個大幅提高 值精確度的加權校正公式。第三階段，更是結合前兩階段之理論，進一步推演出計算簡易的 值逼近定理：π=4xΣr(k,t)/3(2+1/1+r2(k,t))與更嚴謹的π值夾擊定理：4xΣ(3r(k,n)/3+r2(k,n))<π<4xΣ(r(k,n)x(3+r2(k, n))/3+2r2(k, n))。最後的第四階段，以全新視野來統整梅欽公式與梅欽類公式自1704年以來之理論系統，並在與arctan展開式相互印證後，又得出一系列全新的π值計算公式：π=4xΣ(12r(k, n)+5r3(k, n)/12+9r2(k, n)+r4(k, n))。 nphssf2013-030406.pdf
平鋪圖形填數遊戲研究：鏡射交換，「翻」陳出新 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 新北市立文山國民中學 蕭偉智 黃毅;黃振宇;馬譽騰 平鋪;排列組合;互補性 相較多邊形邊上的填數遊戲，本研究討論更複雜的平鋪圖形填數遊戲。我們發現所有填數遊戲都具備「互補性」，無論是數字填入內部或者是填入邊上，所以解答數量必定「對稱」。此外，填數遊戲都可用共通策略來處理：(1)以代數分析重複處的數字；(2)應用互補性，尋找一半原型即可（不需窮舉）；(3)計算原型的排列組合；(4)完成解之尋找。我們的三個填數遊戲，正三角形有576個解、正方形有6112個解、正六邊形部分，雖沒有求出所有解，但我們用Excel VBA程式設計介面，可供求解之用。最後，我們將單一正方形填數推廣到「複製後進行無限平鋪」，我們發現其中內部數字規律之必然性，包含配對、奇偶性、等差、交叉交換等，最後證明兩類共12個無限平鋪圖形。 nphssf2013-030407.pdf
天生「火柴」必有用-幾何圖形的變化與多元性之探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 桃園縣私立新興高級中學(附設國中) 陳怡君 盧德倫;譚蔚寧 有限數列;正多邊形;幾何證明 本研究從探討右圖中一種益智火柴遊戲開始，我們在反覆的尋找解答與討論中，發現其解答的個數與圖形之間有某種規律。因此，第一章，我們從一些相類似的題目，歸納出一套解題的方法與技巧。第二章，我們定義「拆解後火柴棒數與原有火柴棒數的差」為「重複」，「重複」是圖形的其中一項要素，且在下一章探討中扮演重要的角色。在第三章中，我們針對有關益智題型的「移除」做探討，瞭解「移除s根火柴棒使其變成n個正方形」之題型，尋其規律。 nphssf2013-030422.pdf
過已知點之正多邊形性質研究 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 第三名 高雄市立陽明國民中學 陳宏清 姚尚汶 外心;費馬點;拿破崙定理 本研究由「通過三點之正n邊形」作圖延伸到「過n點之正n邊形」時，意外的發現到此n個點形成之n邊形可將費馬點以及拿破崙三角形推廣，也將視野拓展到了一個全然不同的世界。另外，在文獻收集過程中發現全國科展第51屆高中數學組「你泥中有我，」也有類似的研究討論。此文獻在過n點之正n邊形上探討的主要內容為「是否存在」，而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」，而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」，而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」，而我們主要為探討「如何主要為探討「如何作出存在無限多解的出存在無限多解的n個點及相關性質」，並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」，並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」，並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」，並利用廣義費馬點和拿破崙多邊形的性質，來簡化作過n點之正n邊形的方法。 nphssf2013-030408.pdf
圓柱積木的遊戲設計概念及其解的尋找 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 佳作 新北市立五股國民中學 孫正大;王晞安 林文心;薛嘉宜;秦如 圓柱積木;排列群;Burnside's Formula 本研究從圓柱積木遊戲的「位置數、盤數、洞數、柱高、柱數」數量開始，第一部份反思遊戲的設計概念。在盤數的關係中採用代數的觀點探討；在洞數、柱高與柱數的關係中，根據遊戲規則找出關係式，最後得到給定位置數時，盤數與洞數就能被決定，而柱高僅有有限種選擇，柱數則跟隨著柱高改變。 第二部份則尋找位置數為6的圓柱積木可行解：首先利用洞數與盤數的關係列出洞數解，並定義何謂相同解；再利用二元記錄法，畫圖找出所有的空間解(也就是實際可行解)，並在附錄中揭錄詳細的排法。 透過這些一般性方法，往後我們也能藉此尋找更多洞數的圓柱積木遊戲可行解。 nphssf2013-030409.pdf
平面切割~探討平面與共點的n條直線對交點數與區域數的影響 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 高雄市立五福國民中學 蔡依玲;梁瑜芳 許育銘;吳政軒;吳振維 直線切割;交點數;區域數 n條直線最多可把平面分割成n2+n+2/2個區域，如果這些直線有平行或共點的情況，其區域數會比n2+n+2/2還少，且減少的區域數剛好為三角形數的總和。 畫了許多分割的圖和推導區域數的過程，發現圖形中的「交點數」和「區域數」息息相關，所以往下探討圖形中的交點個數，得知n條直線最多有n2-n/2個交點，如果這些直線有平行或共點的情況，其交點數會比n2-n/2還少，平行直線所減少的交點數剛好為三角形數的 總和，直線共點的情況，所減少的交點數為三角形數總和與共點組數的差。由於有交點數的結果，我們想解決傅立葉提出的17線問題，運用平行的結論，用電腦程式去運算可找到四組解法。徜徉在交點數、直線、區域數這趟的「點‧線‧面」之旅，沒想到竟有如此讓人驚艷的簡潔結果！ nphssf2013-030410.pdf
數字圓舞曲 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 新北市私立裕德國民(中)小學 陳明仁;林忠正 林子欽 間隔排法;數字差;同餘 探討m對男女舞者分別穿著m種不同顏色的衣服，圍成內、外兩圈跳舞。每當他們跳完一小節後，只有內圈的舞者會以順時針方向移動一個位置來交換舞伴，如果女生排在內圈(如圖1)，那麼外圈的男生該怎麼排，才能使得排定跳舞位置及交換d次舞伴後，恰巧都有d對男女舞者穿著同顏色的衣服。 我們以間隔排法探討3對、4對、5對、……、12對男女舞者跳舞時，交換舞伴的情形。最後歸納得到： (一)若(m,n)=1，則可以排出內、外圈「一對一對應」的跳舞位置。 (二)若(m,n)=1且(m,n-1)=d，則在排定跳舞位置及每交換d次舞伴後，恰好都有d對男女舞者穿著同顏色的衣服。(註：n為間隔數) nphssf2013-030411.pdf
莫利之交-莫利定理在平面與立體的延伸探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 佳作 臺南市立建興國民中學 孫書勝;楊欣叡 林孟黌;蔡秉勳;沈運聖 莫利定理;自我相似;對偶性 在將莫利定理一般化的過程中，本研究發現在不同條件下，圖形有不同的規律。如平面圖形中除三角形外，其他多邊形的莫利圖形不一定是正多邊形，但有「自我相似」的特殊關係。另外四邊形中更有許多組「對偶關係」。本研究接著將圖形坐標化，並引入「線性變換」的概念，試圖解釋並發現新的自我相似或對偶性質。立體方面則發現許多和平面圖型相似之處，例如正多面體的莫利圖形皆為其「對偶多面體」，有很強的對偶性質。而其中正四面體對應正四面體，也是一個自我相似的例子。其他不規則圖形與其莫利圖形間，沒有明顯規律，針對此，平面部分導出了算交點坐標的公式，立體則建立判斷焦點存在與位置的方法。 nphssf2013-030412.pdf
翻翻相連──翻杯問題任意狀態到任意狀態的連通與路徑探析 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 佳作 新竹縣立博愛國民中學 劉文育 林妍樺;徐詠涵 奇偶性;數學歸納法;漢米爾頓路徑 此作品研究「若有m個杯子，其中t1個杯子朝上，每次翻轉n個杯子，討論m、n在何條件下，可將m個杯子翻成t2個杯子朝上，且最少翻轉次數為何？其翻轉過程又為何？是否有漢米爾頓路徑及迴路？」我們用數學歸納法和奇、偶數的特性來解決此問題，當翻轉杯數為奇數時，不管原有杯數為何，每個狀態均可翻到且互通；但翻轉杯數為偶數時，其情形則分兩類：杯子朝上的個數為奇數者屬一類，偶數者為另一類，同類可互通，不同類即不互通。而探討最少次數的作法則有別於其他研究，我們把問題轉換成狀態圖，來尋找最短路徑及翻轉流程，且探討此圖是否有Hamiltonian Cycle或Hamiltonian path。此外，我們亦用矩陣討論當翻轉次數固定時，可看出某狀態至某狀態可互通，並可計算其方法數。 nphssf2013-030413.pdf
Game Theory之商業競爭 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 雲林縣私立東南國民中學 陸慧姿 張耿誠;廖彥齊;廖偉盛 賽局理論;商品價格;完全訊息靜態賽局 「賽局理論」其實就是一種科學、理性行為在一個會相互影響的狀況，在一些比賽中是可以應用的。因為要贏得比賽，必須要有實際上的能力(速度、金錢等等...)、技術(這方面就可以運用賽局理論)還有重要的....運氣！例如:統一集團7-11與全家便利商店,為了營業額和吸引消費者上門,在於商品部份的價錢與優惠和一些促銷方案計畫,如何讓店家可以創造出更高的業額與價值,同時間也滿足消費者的需求。而「賽局理論」就很清楚得剖析了生活上這些類似的問題，能藉此理論找到最好的方法，又兼顧著個人的最大利益的同時並創造雙贏。在生活中我們常常面臨各式各樣的賽局，只是我們都沒有發現，小至與人互相擋到要往左還是右邊讓的問題，大到國際談判、軍事競賽和登入月球…等問題，若能進一步收入研究了解賽局理論，必能藉此為我們找尋到最佳的解決模式。 nphssf2013-030415.pdf
拿破崙的四角戀-----將「拿破崙定理」推廣至四邊形的探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 第三名 新竹縣立成功國民中學 李佩芬 許翰翔 拿破崙定理;平行四邊形;對稱 此作品中，主要是研究「拿破崙定理」在四邊形條件下的各種推廣，將拿破崙定理在三角形條件下發現的各種規律類推到各種四邊形，並發現了許多有趣的結果。 我的研究內容主要包含和拿破崙定理相近之重心連線；在其圖形中稍加變化而得的外接圓交點性質、面積性質；結合螺旋槳定理、愛可爾斯定理探討的頂點連線中點性質、和意外發現的共點性質。其中甚至有發現適用於任意四邊形的一般性質。 目前在我找到的資料中，對於四邊形的討論著墨極少，大部分的文獻內容都針對三角形的性質做討論。 nphssf2013-030416.pdf
最後一張王牌 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 臺南市立關廟國民中學 林嘉瑜 林伯軒;洪梓翔 蓋牌;數列規律;函數 這是一種撲克牌遊戲，關於數列規律與函數的研究，類似「約瑟芬問題」。假設手上有一些牌其正面朝上順時鐘排成圓圈，首先探討「蓋一張跳一張」的玩法，一開始將A號牌蓋牌，跳過2號牌把3號牌蓋牌，跳過4號牌把5號牌蓋牌，…每次都跳過一張還沒蓋牌的牌（若已蓋牌成背面的牌不予理會），最後可找到最後一張牌面朝上的牌。首先探討先蓋牌後跳牌的玩法，例如：「蓋一張跳一張」、「蓋一張跳二張」、「蓋一張跳三張」、…等，接著探討先跳牌後蓋牌的玩法，其不同張數牌之最後一張牌的規律。最後我們發現「蓋p張牌再跳q張牌」與「跳q張牌再蓋p張牌」的規則，不同張數n其最後一張牌為「等差跳躍函數」，分別為F(n)與G(n)，有著相關性為F(n+p)=G(n)+p (n?1)。 nphssf2013-030417.pdf
潘朵拉的正鑲嵌圖塗色秘密 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 第一名 桃園縣私立新興高級中學(附設國中) 陳怡君 游垚騰 鑲嵌;拼圖;正則多邊形 本研究探討正方形、正三角形、正六邊形正則鑲嵌格子，無論其是否被塗色，與其相鄰的鑲嵌格子最多僅允許一至數格被塗色的條件，其存在最多塗色格子的數量及存在塗色方式的問題。 本研究利用塗色格子位於邊線角落、非角落的邊線、或鑲嵌內部的共用邊數差異、及與塗色格子總數間的限制條件，採用賦值法解析最大塗色格數的上界。接著，利用塗色建構符合解析上界的塗色方式，以數學歸納法推導最大塗色格數的通式，並求證其與解析上界的塗色數量相同，證得確實存在該最多塗色格子數量。 研究推廣至n→∞時，各正則鑲嵌塗色面積比率的極限值均收斂至特定數值，且發現當外框邊線效應消失時，以特定週期(鑲嵌層數)累計最大塗色格子數均可表示成數列g(l)=f((l)-f(l-1), h(l+1)=g(l+1)-g(l)≡C2, l?N, f(0)=C1的形式。 nphssf2013-030418.pdf
一本萬「曆」--農曆19年7閏之探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 最佳鄉土教材獎 臺中市立立人國民中學 李漢祥;湯慧玲 廖婉妤;黃靖涵;張博睿 農曆;19年7閏;閏年 本研究主要探討農曆閏年規則是否會造成19?生日時公曆與農曆重合，並進一步探討是否有其它?數生日時會重合，另一方面則探討閏年的周期及閏月的規?，並比較各種曆法，如陰曆、陽曆、陰陽合曆閏年方法。 nphssf2013-030419.pdf
圍多理呀的秘密 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 桃園縣立大溪國民中學 康嘉玲 江博宇;鄧宇恩;周奕帆 正多邊形;木棒圍方;圍法 我們在「小學趣味數學100題」書中找到一個「木棒圍方」的題目：「給定99根木棒，長度分別為1,2,3,......,99，用這些木棒能不能圍成一個正方形？圍的時候每根木棒都必須用上，並且不允許將任何一根木棒折斷或折彎。」，我們覺得相當有趣，接著我們想到，如果不侷限在99根木棒，而是一般性的給定n根呢？而木棒長度為1,2,3,......,n的等差數列，是否也意味著可圍成正方形的木棒數n具備某種規律呢？如何圍？圍法是否也具備某種規律呢？有幾種圍法？一時我們的小腦袋裡各自充塞著一些問號，這燃起了我們心中求知若渴的精神，老師肯定我們的疑問，也進一步地提出問題：「如果一般性地換成其他幾何圖形(例如正k邊形)又如何呢？」呼！我們熱血沸騰了，就讓我們一起把問題解決吧！ nphssf2013-030420.pdf
三角形鋪砌挑戰費氏數列 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 臺中市立中山國民中學 魏君?;黃富翔 邱渝萍;賈千躍;洪意淨 數列;相似形;面積比 本研究在探討A. Einstein所提出的三角形鋪砌凸多邊形問題：?分別用1,2,3,...,N個從1開始的整數邊正三角形鋪砌一凸多邊形。問：怎樣鋪砌所構成的凸多邊形面積為最大？?我們藉由觀察鋪砌正三角形的點、線、面關係發現以下幾點： 一、鋪砌出的凸多邊形之頂點數(V)、邊數(E)、面數(F)具有V-E+F=1的性質，而當所鋪砌的圖形為一凹多邊形時，則其性質變成V-E+F=2。 二、當N?4時，最大面積凸多邊形必為五邊形。 三、所鋪砌出的最大面積凸多邊形，其正三角形的邊長具有類似費氏數列的規律。 1,1,1,2,2,3,4,5,7,9,12,16,21,28,37,... 四、由黃金比例的探討發現，邊長數列雖也可繪製出類似鸚鵡螺曲線，但其曲線的半徑比卻無黃金比例的性質。 五、後項與前項的比值趨近1.333，若用隔一項的比則會趨近於1.75。用最大正三角形的邊長與高的比則趨近1.539。 nphssf2013-030421.pdf
多個三角形的重心連線性質探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 數學科 佳作 新竹市立光武國民中學 張仲凱;魏子超 張欣雅;陳芊卉;蔡佩珊 三角形重心;相似三角形 給定任意△ABC及P點，連¯PA 、¯PB 、¯PC，再分別作△PAB、△PBC、△PAC的重心連成P點重心三角形，由此展開研究，推廣至任意n邊形的P點重心n邊形，觀察原n邊形與P點重心n邊形的關聯，發現在平面上移動P點，P點重心n邊形皆全等；接著嘗試透過尺規作圖反推作出原n邊形，探討其存在性及唯一性；進一步地推廣到空間中，作出正四、六、八、十二、二十面體的P點重心多面體，跟隨P點移動時為全等多面體。 之後，重複疊作P點重心三、四、五邊形，可得△AkBkCk、四邊形AkBkCkDk、五邊形AkBkCkDkEk(k=1~n)，分別作重心G1、G2…Gk，發現P與G1、G2…Gk共線，又當n→∞時，limGn=P。推廣至相異三角形的P點重心三角形，發現會有重複疊作P點重心三角形的延伸性質。 nphssf2013-030423.pdf
從天秤 — 布拉萬看藤原效應與怪颱的關係 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 最佳團隊合作獎 新北市立中山國民中學 簡寶貴 張又止;黃珮甄;陳函郁 天秤颱風;颱風;藤原效應 西北太平洋颱風形成後，影響其路徑的因素包括：太平洋副熱帶高壓的外圍環流、鋒面系統、其他熱帶低壓、高空西風氣流的位置、及陸地高山地形等。其中，與其他熱帶低壓之間的交互作用會產生「藤原效應」，往往導致颱風移動方向及速度的改變，其移動路徑也經常變化莫測、飄忽不定，令颱風預報人員傷神，令政府大小官員緊張莫名，也令防颱、救難人員繃緊神經，百姓更是盯著電視、電腦，關心颱風動態、關心災情、關心菜價、關心是否停班停課？ 首先我們以簡單的實驗模擬並了解何謂「藤原效應」，再針對天秤和布拉萬颱風的相關氣象資料，分析兩者間是否發生藤原效應，及此效應對天秤、布拉萬颱風造成的影響。進而比對歷史上一些有名的怪颱，了解其之所以稱為怪颱是否都和藤原效應有關？ nphssf2013-030501.pdf
『流』『鹽』追追追 ─ 海洋密度流之探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 佳作 新竹縣立成功國民中學 張君豪;黃伶莉 沈威宏;張嘉玲;張承宗 海洋;密度流;對流 本實驗藉由調整溫度差及鹽度差來模擬密度流在三維海洋空間下的分段時間流動，利用簡易器材模擬不同變因下的流動差異，可應用於地球科學之洋流模擬。實驗後發現溫度差或鹽度差增加使密度差加大，則洋流流速加快；且溫度差主要影響不同緯度間的水平橫向運動 ，鹽度差主要影響不同海層的鉛直交替運動。其中還發現低溫的下沉水團產生崩湧現象，會因堆積崩毀產生一陣陣加速潮。另外觀察到混合增密現象，發現此現象由兩密度相近的水團混合產生，混合後水團密度增加而呈三角結構下沉，但若密度相差太大則不發生，且溫鹽度差越小越易混合，但溫鹽度差越大則密度增加越多。在綜合模擬中看到，由於溫度分布變化較大，故海底的水流多屬溫度控制的水平流動。 nphssf2013-030510.pdf
妖魔之海百慕達沉船解謎─模擬甲烷水合物學說探討液體的浮力與沉船的關係 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 最佳創意獎 彰化縣立彰安國民中學 郭佳文;陳迪 陳宥豪;吳宗諺 浮力;百慕達三角;甲烷水合物說 百慕達三角一直以來，籠罩著神秘的面紗。關於此區所發生的離奇事件，眾說紛紜！在各種假說中，可以用科學邏輯驗證的，當屬「甲烷水合物學說」。本組利用二手的壓克力透明桶，以蜘蛛爐改裝為氣體輸入裝置，自製第一代氣泡產生模擬槽，更換不同的輸入氣體、不同的流速、以及不同的密度液體模擬沉船之可能，經縣賽教評審議重新改良為第二代模擬槽，以第二模代擬槽提高實驗精密度，並增加深度、溫度等變因。發現液體(海水)中出現氣泡，浮在此區域水面的浮體(船)確實會下沉，當氣泡流速愈快，浮體下沉程度越顯著。本組認為：當浮體下沉，相對而言液體的密度因此改變，氣泡與浮體(船)接觸，在交界面所提供的支持力也較低，兩者是導致沉船的主因。 nphssf2013-030502.pdf
埔里『鋒』『雲』--雲與埔里在地天氣之相關探討 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 最佳鄉土教材獎 南投縣立宏仁國民中學 蔡永巳 李冠儀;尤亭云;黃昂婕 埔里;冷鋒;雲 我們這次的研究是針對埔里在地的天氣，以「雲」當主要媒介(當然它同時也是主角)，做較長時間的觀察。在此略述我們這次研究的成果：(1).我們利用二種模式來分析冷鋒與天氣變化的關係，發現不論在溫度、濕度、氣壓、風向和雲系變化方面大都有一定的規則可尋。(2).我們選取卷雲、卷積雲、高積雲、層積雲和巨塊積雲等五種雲類，觀察其出現時與天氣變化的關係；其次，為了能夠預測天氣，我們也對該雲類出現後3小時、6小時和隔天早上的天氣，做進一步的分析探討。(3).我們把實際觀察的數據和中央氣象局鄉鎮天氣預報資料做個比較研究，發現：中央氣象局溫度預報的誤差率約為10%，溼度預報的誤差率約為-15%，而天氣狀況預報的誤差率約為31%。 nphssf2013-030503.pdf
轎車頂上的露水洩露了天機 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 第二名 臺南市立後甲國民中學 鄒明珈;王雅麗 劉家瑞;謝承佑 氣溫;相對溼度;露點溫度 本研究是觀察記錄99年11月至102年2月的天氣變化，並以這些天氣資料找出影響露水形成的天氣條件。 發現露水形成的要素是：氣溫接近當時的露點溫度、水汽含量也要高，以及能讓露水凝結的凝結核；因此當太陽下山時，可以觀察當時的氣溫與露點溫度之差，以及雲量多寡，來判斷隔天容不容易有露水出現。在空曠處、微風、植生的有無也是影響露水出現的因素之一。 若要判斷隔天早上會不會有露水出現，可以測量晚上十點的露點溫度，若與氣溫相差在4℃內，相對濕度又大於75%，則隔天早上四、五點可能就會出現露水。從有露水出現的天氣狀況統計圖可以發現，有露水的日子，當天早上的天氣幾乎是晴天，所以我們認為有露水出現當天的早晨，晴朗的狀況較多（88%）。 nphssf2013-030504.pdf
疏散星團赫羅圖 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 臺北市立天母國民中學 王禮章;羅文杰 傅琇平;廖芸萱;朱騰彬 疏散星團;赫羅圖;M45星團 利用數位單眼相機拍攝多幅疏散星團M45影像，將影像扣除暗電流及平場修正後，使用軟體疊圖，匯出M45每顆星體的V星等及B星等，依此做出M45的赫羅圖後發現： 1.由天體攝影與影像處理的過程中，印證了恆星演化的理論 2.由影像處理程式中了解R、G、B色光與轉換V、B光度影像關係 3.透過M45星團V、B光度影像的H-R圖，可分析星團的分布與演化 在操作與理解原理的過程中，不知不覺也開啟了我們對天文知識的理解，也終於體會到天文愛好者，為何會對天上的星星如此著迷了！ nphssf2013-030508.pdf
小男孩別來亂-聖嬰來了! 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 第三名 桃園縣私立六和高級中學(附設國中) 陳秋雯;施昆典 廖時萱;劉欣怡 聖嬰;反聖嬰;颱風 本報告主要是利用中央氣象局網站所提供的颱風資料，探討聖嬰現象與颱風強度、降雨量、路徑和侵台機率的關係。我們將年代細分成聖嬰年、微聖嬰年、正常年、微反聖嬰年以及反聖嬰年。其研究不同於前人研究的方法，也澄清了幾個重要迷思，分述如下：1.颱風的生成個數並不全然和聖嬰現象沒有關係。2.不管是聖嬰年、反聖嬰年或正常年，颱風的單一平均降雨量都有增加的趨勢。3.聖嬰年的颱風生成位置的分布範圍較廣，反聖嬰年則較窄。4.聖嬰現象若有跨到颱風季就會影響生成個數。5.反聖嬰年時，形成秋颱的機率較其他年高。6.在微聖嬰年時要多提防豪雨的來臨。7.近年的颱風路徑有偏北的趨勢，但其變化並不是非常的明顯。未來可繼續觀察颱風路徑的變化。 nphssf2013-030509.pdf
「風」迴路轉-以氣流與水流模擬颱風過山的路徑變化 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 地球科學科 第一名 臺中市立長億高級中學(附設國中) 蘇毓智 謝仁祥;劉琨庭 弱風尾流區;副低壓;狹管效應 本實驗以氣流場模擬：氣流撞到不同角度之障礙物、及擋板可移動之水流場模擬：颱風通過台灣的偏移情形，並與實際颱風路徑比對、找尋原因。 氣流場實驗發現，氣流與障礙物夾角90度時，會有最大的尾流區並產生渦流，夾角降至20度以下時則無渦流，顯示副低壓不易生成。水流場實驗發現，障礙物較深、漩渦移動速度慢、轉速小或範圍大者漩渦路徑偏移會越大；此外，漩渦進入障礙物的角度也影響漩渦路徑，＜90度時易直接通過，角度大不易通過，易被副低壓取代過山；大致而言，漩渦從北方通過時，常因漩渦被破壞及副低壓而南落，中央通過時因狹管效應而南落，再由背風側副低壓取代過山，下方通過時會因漩渦遭破壞而略為北抬；此結果與許多颱風實際路徑吻合。 nphssf2013-030511.pdf
我真的抓得住你-腳踏車剎車動能能量的轉換 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生活與應用科學科 最佳創意獎 新北市立板橋國民中學 莊順源;陳錫鏞 莊濬齊;黃存喻;方成霖 腳踏車;發電;能量轉換 本研究利用腳踏車剎車時的能量，設計製作轉換成電能的裝置，創造一台發電儲電的環保腳踏車。經過多次的改良，我們完成了有效的方法，將腳踏車剎車時的動能轉換成電能，也能輔助剎車系統的剎車效率，達到「綠色能源」、「節能減碳」的目標。 現在大家追求節能減碳，能夠一邊騎一邊發電、充電的腳踏車裝置越來越多，但是我們發現市面上這種可以一邊騎一邊發電的腳踏車裝置，其能量主要是我們多費力造成的。而我們的作品是利用腳踏車剎車時本來的動能因摩擦變成熱能所應浪費的能量來進行發電，這樣不但不會比較費力，而且是把本來會浪費的能量收集起來使用或儲存，達到真正節能的效果。我們最後成品『電輪3代』發電盤與摩擦盤合而為一，模組化的型式更有實用價值。 nphssf2013-030801.pdf
流體動能利用系統-Stanley Generator 製作及模組化應用 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生活與應用科學科 佳作 基隆市立建德國民中學 魏志鴻;許繼哲 黃祉穎;吳品儀;賴柔安 流體動能;同軸雙轉;發電機 我們以超過傳統1.96 倍(平均值)發電量的新式 Stanley Generator(SG)同軸發電機應用在水平軸流體發電及垂直軸流體發電，並結合水平軸可多層次利用流體動能及垂直軸簡易的優點，設計出新一代HV(Horizon Vertical)系統。 設計並檢測阻流型葉扇及撞流型葉扇不同長寬幾何比例及不同的葉面傾角度，在風速0.5m/s~5.0m/s 情境，測量葉扇的轉速，結果阻流型葉扇以第4 組葉扇(21.5:10:40)於葉面傾角10o、撞流型以第二組葉扇(21.5:10:40)，所得啟動風速最低且轉速最平均兼顧低風速啟動及高轉速維持。 同時設計了各式SG 應用模組，包括一級應用的三層流體動能擷取系統，二級應用的雙軸單增速系統，三級應用的雙增速HV 系統。都能發出比一般發電機高的電量(1.48~1.96 倍)，也更快(較低流速)達到發電機最大(額定)發電量。 nphssf2013-030802.pdf
一公升的光線 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生活與應用科學科 宜蘭縣立復興國民中學 張揮鈺;陳信璁 陳佑昕;游淳仁;覃俊傑 散光瓶;全反射;傳播介質 本實驗利用水的折射原理，設計一個能替代傳統燈泡、省電燈泡的照明系統。同時利用水的降溫效果防止LED因電熱效應而燒壞，延長燈泡的使用壽命。我們設計出來的此散光瓶裝置，比一般燈具省電，希望將來能應用在日常生活上，為綠色建築點亮環保的一盞燈。另外，我們也針對菲律賓利用寶特瓶增加室內照明的做法做了改進措施，使將日光引進室內的效果更好。 nphssf2013-030823.pdf
讓高原植物與沙漠植物共處的利器 全國中小學科展作品 第53屆--民國102年 國中組 生活與應用科學科 雲林縣私立永年高級中學(附設國中) 陳尚民;吳文龍 林諄瑋;曾子綺;林宜霆 致冷晶片;能源轉換效率;生長箱 本研究利用熱電致冷晶片(Thermoelectric Cooling Module)、溫控器、壓克力材料、回收電腦風扇與電源供應器，製作植物生長箱，以冷端面選擇非洲堇與食蟲植物，熱端則以仙人掌、空氣鳳梨栽種。 實驗與設計得到下列論點： 一、晶片無噪音、耗電量少，且冷熱面皆可以運用。 二、壓克力隔熱效果不佳，但透光性好，成本低。 三、可經由散熱膏塗抹於晶片方式，可增加晶片效率。 四、風扇與對流設置點、濕度控制，有助於植物生長 五、冷端放置高山型或寒帶植物，生長情況良好。 六、晶片的EER=25/0.01985=1259.46(Kcal/H)／KW，每月電費34.015元。 nphssf2013-030819.pdf