第42屆--民國91年

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。

本研究選擇大內鄉的二重溪層泥岩區做惡地地形的調查，首先界定出蝕溝，再依序計測蝕溝的寬度（W）及深度（D），並計算出其比值（P＝W/D）。P 值大小正反映了蝕溝的形態，P 值愈大，蝕溝愈寬淺；反之，則愈狹深。研究區因地貌的差異可以分為四區，藉由分析四區蝕溝 P 值峰部形態的差異，及土指、潛水洞和植被等特徵的觀察記錄，探討區域性地貌形成差異的影響因素。由於此四區相鄰，因此我們可以假定這四區的氣候條件相同，影響因素可能有泥質岩體裸岩面的相對高度、坡度、岩性、地層排列的方向性等。研究所得並初步和古亭坑層泥岩區的惡地地形做比較，及做為編寫鄉土教材和實施戶外教學的參考。

環保是未來人類生活勢必面對主要課題，在本次的研究中，研究者主要係針對堆肥腐化過程、EM 菌對水質及堆肥腐化的影響、EM菌有機堆肥對植物生長的影響等問題作深入的探討，其主要目的除了有助相關學習課程內容之釐清，另一方面，對環境問題的了解及● 一般堆肥自然腐化過程的速度大部分都非常慢，有時甚至需要一年以上的時間才可能完全腐化完成。● 廚餘及 EM 菌對於堆肥的腐化醱酵有明顯加速的現象。● 落葉堆肥加入 EM 菌後，其腐化醱酵的速度加快很多，甚至在三個月內即可完全腐化，比一般自然腐化快好幾倍以上。● EM 菌可以明顯改善水質的臭味、PH 值、TDS 值及水的顏色等。● EM 菌可以使堆肥腐化後的體積大大的減少，對降低垃圾量及環境改善有非常大的幫助。● EM 菌堆肥，可以幫助植物的根葉發展，並強化植物的生命力。● E M 菌堆肥，可以加速植物生長速度，並強化植物枝葉發展。● E M 菌可以使原本沒有價值的垃圾變成極富價值的有機肥料，對環境問題的解決及人類生活的改善頗有助益！

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。

壹、 目前工業界在沖床上的送料設備為空氣式送料機，但必須使用空壓系統才能完成，由此我們就研究出利用單向軸承的不可逆原理來製作此機械式自動送料機。貳、 本作品是利用兩組單向軸承，第一組單向軸承心軸固定在機架上，第二組單向軸承藉由導桿或導軌作往復的運動。一、 當第二組軸承前進（向左）時，由於不可逆，故夾住材料往前走，第一組軸承可滾動，所以無太多阻力。二、 當第二組軸承後退（向右）時，因第一組軸承不可逆夾住材料，而第二組軸承可滾動所以能順利完成後退動作。參、 機械式送料機的動作迅速、確實，可以完全配合沖床、壓床的工作需求，不但可以改善空氣式送料機的動作不精確；亦可降低設備費用，節省能源、減少噪音干擾。又加上此單向軸承機械式自動送料機製作簡單，即經濟又環保，我們認為頗具有開發的價值。

動物面對危險時，會產生適當的行為禦敵，自割即為蜥蜴常採取的方式。從飼養過程中觀察得：若抓取蝎虎的當時即發現其剛自割，則後來新生之尾巴沒有環節，可知尾巴無環節處便是新生處。為確切觀察其自割行為，發現：若刺激在有環節的尾部或新生尾與原生尾之交接處，則會在刺激處發生自割行為；若為無環節處的尾部，則無法自割。另外，經由 X 光片、蝎虎透明染色標本、蝎虎實體標本之尾部解剖，我們證實外觀所看到的環節處即為內部尾椎骨中的橫突處，即自割發生之斷裂面；而無環節處內部為一完整的軟骨管，綜合以上，自割後新生處無法再次斷尾。

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。

由於納莉颱風造成了嚴重的水災，引發了身受其害的我們，想研究堆沙包防水的念頭。於是我們利用自製的小型沙包（約一般沙包 1/25 的大小），分別將沙包對齊排列及交錯排列，再搭配倒半圓形、半圓形、長條形、倒 V 字形、V 字形五種沙包堆成的形狀，並嘗試使用兩種碎石子、建材所使用的沙、海沙、及土五種材質的沙包，以及由米袋、布、塑膠袋材質所製成的沙包袋，以固定的流速及水量進行實驗，期盼藉由觀察記錄沙包滲水的情形，以找出防水效果最佳的方式。在經過不斷的實驗後，我們發現：將沙包交錯排列會比對齊排列的防水效果來的好；而沙包所堆成的形狀以長條形的防水效果較佳。至於沙包裡所使用的材質，則以一般建材所使用的沙與土的防水滲透效果最好。而沙包袋的材質，以塑膠袋所製成的沙包，其防水狀況為最佳。

有一天，看見老師的兩歲大兒子在玩扭扭車，扭扭車結構簡單無須電力、馬達，即可前進、後退、原地轉彎，是很普通的玩具。後來發現兩歲大的幼兒用小小的力量，可以搭載65 ㎏的老師，不斷扭來扭去做「之」字型的前進，真是太神奇了！使我們想了解：扭扭車的前進（後退）原理（Fig.01）。

有一天下午，我在家裡看三國志漫畫版本，看到了魏國揮軍攻打蜀的劍閣，兩方猛力廝殺，魏軍人數是蜀的好幾倍，卻久攻不下劍閣，完全是拜那一台台的投石器所賜，投石器在最高點，隨著「殺」的ㄧ聲！發射那一顆顆的「古代原子彈」 ，那強大的威力，使敵人死的死，逃的逃。轟隆轟隆的聲音下，不知多了多少「石下冤魂」，腦袋滿天飛，血染大草原，行成了一幅人間地獄的景象，就連遠隔幾千年的我，也可以感受到那恐怖的氣氛。有一天，我們全家前往火鍋店，準備大快朵頤一番，正當吃的高興之時，我突然發現對面的網咖那「世紀帝國」的海報，當然也有本科展的主角－一台美輪美奐的投石器，正當我迷著的時候，我的手的拿起開罐器和「可口可樂」的曲線瓶，想開來節渴，但卻因注意力分散，用力過猛，頓時，一個瓶子蓋飛向我的腦袋，不偏不倚的正中目標，我反射性的的叫了一聲，但是腦海裡卻又出現了一個瘋狂的怪點子，「利用開瓶器的原理（槓桿原理），來製作投石器，並將他加以改造，找出射程最遠的投石器，來公諸於世」，回到了我那溫暖的小窩，拿起那NOKIA3310，打了幾十通電話，傳送這神聖的消息，找到了對研究投石器有興趣的好朋友，大夥兒經過一番討論之後，決定要參加這次科展，並要完成這古代的原子彈----超上古兵器－投石器！