第42屆--民國91年

舞草，豆科舞草屬，在適當氣候(26OC?28OC)下其小對葉會自行轉動，我們在不同聲音頻率(0Hz、400Hz、600Hz、800Hz、1000Hz、1200Hz)下，拍攝小對葉轉動的情形，將影像輸入電腦、分析統整，得知音頻與轉動幅度(小對葉運動中，以一端點運動至下一個最接近的異向端點，所改變的角度)、速度週期(小對葉運動中，相鄰兩個極大角度變化值的時間差)、滯留區(小對葉在端點滯留的時間)成正相關。實驗步驟中，用電腦取點，由於將圖片放大至 400%，讀取座標有+2?-2 的誤差。由於影響小對葉轉動的變因有很多方面(如：溫度、光照、葉片生長情形…)，此實驗著重在聲音頻率，未來可往各方向研究討論。

豔陽高照的夏日，暖風徐徐吹來，幾個同學相約到淡水一日遊。「有緣，無緣，大家來作伙，燒酒喝一杯，呼乾啦！呼乾啦！??」，我們哼著「流浪到淡水」，把汽水當酒，雨傘當樂器，走在紅樹林旁，別有一番風味！\r 走著走著，發現一條秘密小徑，心裡想著：「它會帶領我走向秘密花園嗎？」一夥人覺得好奇，當起「台灣探險家」，沿著清幽小徑走進去。「哇！你看！那不就是水筆仔嗎！」「還有，還有，你看！那是招潮蟹耶！好可愛喔！」我們像是井底之蛙，看到外面不同世界，是如此興奮與驚訝呀！一會兒，一陣慘叫??「啊！快來救我，我陷下去了！」在一旁神氣的小康說：「活該，誰叫你要跑到離河面那麼近的地方。」剎那間，疑問有如弓箭般射進我的腦袋，「泥土的軟硬度，和沈積物的顆粒大小、距河遠近，有關連性嗎？ \r 於是，大家便想到，在地球科學課程第三章的課程中，老師曾經帶著我們討論許多有關地貌改變與平衡的過程，例如在3-1「壯麗山川的成因」中，曾提到「流水具有沖蝕力，能將流經的地方沖蝕成小溝渠」也提到「流水就像雕刻刀，能將流經之處的岩石侵蝕下來，並藉著河水搬運到更下游」、「沉積岩可以依組成的沉積物顆粒大、中、小就分別成為礫岩、砂岩及頁岩」老師並進一步說明在沉積物沉積的過程當中，當地質營力越大的時候，沉積的顆粒就越粗。而在3-2 的課程中，老師也教我們河道的平衡，讓我們了解河口的地形對整條河流而言是以沉積作用為主。在3-3 的課程中，老師也教我們有關海岸線平衡的知識，「河流不斷帶來沉積物出海，而海浪及沿岸流又不斷帶走泥、沙等沉積物，如果帶來的泥、沙比帶走的多，那麼，海岸線就向海的方向移動，反之則向陸的方向移動」，這個地方雖不是海岸，但出海口相信也受到類似的營力作用影響吧！ \r 「哇！這個地方的沉積特性好像都跟我們課本所描述的內容有關，可是又更複雜了些…」大家的心裡都暗自想著…。所以大家想利用這次科展的機會，來作這個實驗，印證三年所學的成果。或許當我們分析淡水附近沈積顆粒分佈情形之時，會從其中瞭解到造成這些沈積物顆粒大小分佈營力變化的關連性，展開我們的「淡水充實之旅」，旅途雖長，但我們並不怕苦，有毅力的堅持到最後一秒，正是所謂科學家的偉大精神！\r

本研究探討高頻電磁場作用對單元細胞生命體作用的影響與電磁屏蔽環境的保護效能。實驗研究使用酵母菌和雄雞精子，施加 20KHz 至觀察電磁輻射對動物精子和菌類生命活動各有何影響。本實驗比較乾酵母菌粉與潮濕活化酵母菌受電磁作用狀態，以瞭解休眠狀態中的生物體對電磁波有沒有保護作用。進一步使用鐵磁性金屬與非鐵磁性非金屬物質，作成完全密閉及部分遮蔽容器，探討電磁屏蔽環境的保護效能。歸納實驗觀察結果得到：(一)受電磁場作用的潮濕活化酵母菌比沒有受電磁場作用的酵母菌，對葡萄糖溶液的發酵能力明顯減弱。(二)電磁場作用在乾酵母菌粉，對葡萄糖溶液的發酵能力有點變弱，但是並沒有明顯衰竭。(三)施加電磁場的雞精子生命活動力明顯地比沒有施加電磁場者還要弱。(四)施加較高頻率電磁場的雞精子生命活動力比施加較低頻率電磁場者易提早衰竭。於電磁屏蔽環境實驗結果歸納得到：(一)使用鐵磁性金屬完全密閉容器，能有部分電磁防護效能。(二) 鐵磁性金屬之部分遮蔽容器，會有些許電磁保護功能，但是並未十分有效。(三)非鐵磁非金屬之紙黏土物質作成完全密閉及部分遮蔽容器，則幾乎不具有電磁保護作用。上述結果近一步結論：(一)電磁波輻射對動物精子和菌類的生命活動力都有負面影響。(二)休眠狀態中的菌類生物對電磁輻射具有明顯的保護作用。(三)較高頻率的電磁場會對動物精子活動力造成較高的衰竭影響。(四)使用鐵磁性金屬作成完全密閉容器，才能有良好電磁作用防護效能，而作成部分遮蔽容器，則未具有完全保護作用。另外，本實驗還發現，電磁場作用對動物細胞造成生理機能的破壞，是隨著電磁場作用的時間漸漸累積而衰微，並不是突變式的破壞。這告訴我們在使用方便的無線通訊和高速電子運算的時候，除需避免長時間曝受高頻電磁場作用外，應該留意如何有效屏蔽或減少電磁場的作用。

國中理化第一冊第三章「聲音」中提到聲音的產生之影響變因以及共鳴的原理，其中對於裝水的玻璃管吹氣發出的聲音的高低與水量的多寡似乎是存在著水裝得越多聲音越高的關係。如此結果引起我們的興趣，進而對這些現象加以研究與探討。課程中提到聲音的音調與聲波的頻率有關，使我們想嘗試以較常見的音樂調音器來測量聲音的頻率。

台灣四周環海，多變的地形更有助於霧的生成，使得我們很容易見到霧的朦朧之美；然而我們發現近年來起霧次數似乎逐漸減少，為了探討此現象，於是我們選定桃園、清泉崗、嘉義、花蓮四個空軍機場，採用自民國 60~89 年的觀測資料，探討各地區影響起霧變化的相關因素。結果顯示，位於東部的花蓮機場甚少起霧，而位於西部的三個機場起霧頻率較東部高出許多，且受輻射冷卻作用影響，大都於清晨 6、7 時最容易成霧。綜觀西部各機場自民國 75 年以後起霧頻率確實有明顯下降，探討其因素，我們發現年平均氣溫逐年升高對其影響甚大；另外，清泉崗及嘉義兩機場近年來起霧頻率迅速下降，除了氣溫逐年升高的原因外，懸浮微粒的減少亦可能是一個重要的關鍵。

(一)先利用座標幾何導出過三角形內或外一定點的面積平分線公式，再利用尺規作圖，作出其面積平分線。(二)對於求作過四邊形內或外一定點的面積平分線，我們也是先利用座標幾何討論出其面積平分線交於那兩邊，然後再把原點選在適當位置，使計算較為容易，而導出其面積平分線公式。類似(一)，我們再利用尺規作圖，作出其面積平分線。(三)對於求作過多邊形內或外一定點的面積平分線，我們也是仿照(二)，先決定面積平分線交於那兩邊，然後再將多邊形轉換成相等面積的四邊形或三角形，再利用(二)或(一)的方法處理之！(四)當我們利用座標幾何判斷出面積平分線交四邊形或多邊形於那兩邊(見(二)及(三))後，亦可利用另外兩個方法求作其面積平分線：面積座標法(見附錄A)及綜合幾何法(見附錄 B ) 。

在古崗至舊金城沿海砂灘上的高地，我們發現地表巨大的岩體蝕刻許多奇形怪狀的波狀凹穴的遺跡，今日已上升到高潮線上方至少有六公尺高，形成今海浪再也打不到的地方。藉由點線面的觀測，找到三處已上升的海蝕凹洞遺跡，來作為地殼垂直運動的證據，讓我們粗略了解岩體剖面所紀錄的地質事件，如果我們仔細觀察，可從地層透露的訊息，得知在漫長的地質年代中，地殼曾發生過的變動，也感受到板塊在運動的時候，地震所產生的震撼力是不可忽視的。我們應珍惜目前所擁有的一切資源。

為了了解有關蛋白質在溶液中沉澱的現象，我們研究了這幾個因素對牛奶沉澱的影響：1.pH 值、2.不同鹽類溶液、3.不同牛奶濃度、4.奈米黏土存在時。發現牛奶本身是酸鹼，且大部分的蛋白質等電點在pH=5.9。同族離子，隨著電荷密度的上升，達等電點所需的離子濃度就越低。同行離子，尚須再考慮水合能的效應。對同離子而言，牛奶濃度越高，所需的離子濃度越低。但若牛奶濃度越高，沉澱與溶液的顏色非常不分明，故牛奶濃度不可太高。筆者所用的濃度是5%和10%的牛奶溶液。奈米級黏土與蛋白質的反應機構主要是經由離子吸附來達成凝集沉澱的目的,發現奈米黏土的電離子吸附效率比一般的離子要高出好幾百倍,只要10~30ppm 就可以達到凝集沉澱的效果。筆者以顯微鏡看奈米黏土作用的現象，證機構的正確性。展望將成果應用在工業膠體廢水處理。

為了瞭解有機肥的功效和好處，本研究以莖菜類的球莖甘藍當作實驗作物，而將有蟲害問題的葉菜類作物排除。在有機肥種類方面，則以「植物性的堆肥」，以及「動物性的廄肥」為主。接著，以不同配量的有機肥和不同的配量的土壤作混合。並將每一種配量各種 3 盆於同樣大小的花盆中，放置於陽光充足的頂樓上，每天給予同樣的水量。在經過 70 天的觀察測量後，從株高、葉長和果實周徑三種統計數字可發現，有機肥確實可以幫助作物的生長。而從果實重量也發現，植物性堆肥所能助益作物生長的效能，與動物性廄肥相差不大。

表面張力的研究已經有相當的歷史，並且對單一物質表面張力的產生機制也有完整的解釋與模型，但是關於兩種不同的液體混合時表面張力的小變化是何種函數關係，一般書上卻不見討論。我們試著將高二物理教材中的表面張力擴展到這個主題上，研究水與酒精不同混合比例所導致表面張力大小變化的關係，並且試著藉由將單一物質表面張力的理論模型解釋方式予以修改，看看是否能適用在兩物質混合的現象中。在本實驗中我們發現，表面張力的變化與混合的比例並非線性關係。而我們所提出的修正模型也能和實驗結果吻合。