第45屆--民國94年

何謂懸案？前無古人，後無來者，歷久之謎，費心猜疑…過去的資料中常有類似的研究，但幾乎都是強制渦流的實驗，為自然渦流者其實細看也只略敘一二，今日，我們探討其原因結構及未曾出現在資料中的『裙苞』（見結論之三），聽我們細說從頭。

探討是由哪一種色光引起氫氣和氯氣的反應？氫氣與氯氣反應是由誰先開始?並設計一種安全操作簡易的氯化氫合成器。另外由色光所含的能量來了解氫氣與氯氣的反應機構。並在實驗研究的過程中引發的一些問題，做進一步的探討。

現今都市的環境，生物體包括人類，幾乎是暴露在無所不在的電磁波中生活，過去已有相關研究指出，磁場對於生物的確有影響，但較少看到針對磁場對於生物體整個生命週期的影響作完整的研究探討。本實驗以野生型果蠅為實驗動物，外加不同強度的磁場，探討外加磁場下果蠅行為、生活史及生殖力的影響。我們將果蠅養在含有固體培養基的牛奶瓶中，利用線圈通電以製造外加磁場。結果顯示，在外加磁場下的果蠅，行動明顯較對照組果蠅來的遲緩；在一般正常情況下，成蟲果蠅較喜歡在接近瓶口的位置活動，而幼蟲則喜歡在培養基中及接近瓶底的瓶壁上爬行，而外加磁場下的果蠅，相反地，成蟲多在牛奶瓶下方活動，而外加較高磁場，分別為80 高斯及40 高斯的兩組，幼蟲則喜歡聚集在瓶口的位置，推論磁場可能影響果蠅方向感的辨認。在果蠅的生活史方面，外加80 高斯及40 高斯的實驗組果蠅，開始羽化的時間較對照組果蠅，分別晚了2 天及1 天的時間，說明磁場可能對於果蠅的生命週期有所影響。在果蠅的生殖力方面，結果顯示在0 到80 高斯的磁場下，外加磁場越強，果蠅的子代數越少，推論磁場會影響果蠅的生殖能力。本實驗所使用的磁場強度相當的強，為一般家電所產生的磁場強度的160倍以上。只能推論在外加強磁場下可能對果蠅的生活史、行為及生殖有所影響，至於一般家電用品所產生的電磁波是否對人體會產生不良的影響，則需要進一步的研究。

利用正因數的方式，將指定的數列取完，不能再取者敗。例如：一、單線形規則規則：在一直線上給定ｎ個球，甲乙兩人分別先後依序由左而右拿ｎ的正因數個球(本身除外)，不能再取球者敗。二、多線形規則規則：在ｍ直線上給定ｎ個球，甲乙兩人分別先後依序由左而右拿第╳排ｎ的正因數個球(本 身除外)，且不許跨線，一次只能取一列中的球，不能再取球者敗。

假設台灣東西岸同樣面對大洋，「為什麼東岸地形比西岸地形不容易發生海嘯？」「為什麼海嘯發生，深海上的船不會感覺而岸邊的會被翻過來？」南亞大海嘯引發了對海嘯的研究動機，比較鵝卵石或沙子地質在不同角度斜坡對海嘯反應，發現30 度斜坡房子倒最多，90 度最少。鵝卵石上房子比沙子上的穩。洗衣板模擬角度實驗，發現50 度斜坡浪最高，90 度最小。三段式大海模型實驗，發現海嘯由深海進入淺海時，波長短0.7 倍，浪高增1.9 倍，等比例放大成西岸水深40 公尺，驚訝地發現將有7 公尺巨浪！證明了平均40 公尺深西岸，因為淺所以浪會變高，易有海嘯；4000 公尺深東岸，因為深所以浪小，不易有海嘯。以節拍器控制波浪頻率實驗，發現頻率越高浪的波長越短。

棕沙燕（African Sand martin，Riparia paludicola）屬於燕科又叫土燕，體長約10~11 ㎝，重約15g，雌雄羽色相似，本研究係從2003.9.21~2005.3.12 連續觀察二個生殖季，2004 年的生殖季，共計95 天。2003年棕沙燕生殖成功率30﹪，雛鳥離巢率39﹪，2004 年紀錄30 個有生殖紀錄巢，第一窩生殖成功率為80﹪，雛鳥離巢率是83﹪，生殖第二窩有12 個巢，但生殖成功率只有25﹪，雛鳥離巢率24﹪。棕沙燕挖掘時嘴腳並用，土洞寬約5.9~8.0 ㎝、高約4.8~8.4 ㎝、深度在生殖初期較深平均98.6 ㎝，生殖中期約78.6 ㎝，窩巢平均長徑約10.91 ㎝，高度5.34 ㎝、巢中央內凹約3 ㎝，蛋的色澤是米黃色，無汙斑，雙端圓錐形，孵卵日程約需9.5 日，育雛期約為20.8 天。

利用生活週遭的簡易器材，製做出簡易的風力發電機，觀察電磁感應的現象。做法：使用一般的十四吋風扇可產生四級到五級的風力，吹拂削刨出翼形剖面的四片木片，可產生最大的旋轉效果。將強力磁鐵固定在壓克力的轉軸上，外圍以0.8mm的雙份六層漆包線，放置在與磁鐵的最近的距離，製作三組磁鐵及線圈裝置，可讓風力發電機產生較大的感應電壓及電流。尋找理想的參數條件，設計出小型的風力發電機，觀察到明顯的交流電的變化。

本研究的主要目的在於探討不同的電極材料在電解水實驗中之影響，透過「複式顯微鏡＋數位相機」（我們稱之為「顯微攝影法」）清楚地將電解反應前後的電極表面情形觀察清楚與紀錄，並歸納所學物質的物性與化性，以了解電解水的正負極氣體產量體積比，從而試圖找出電解水時，符合理論值正負極氣體體積比為1：2 的反應條件。 綜合研究結果，在本研究的實驗設計下，所探討出的用來電解水時，欲達到符合理論值正負極氣體體積比「氧氣：氫氣＝1：2」的最佳反應條件如下： 一、輸入直流電壓值＝9 伏特（最好電源供應器較穩定）。 二、使用「不鏽鋼」電極（正負極相同）時：在﹝NaOH﹞＝0.5M。使用「碳棒」電極（正負極相同）時：在﹝H2SO4﹞＝0.5M。 三、其它控制變因的條件：兩電極距 3cm、兩電極面積均同、兩電極與外接銅線須絕緣（可用AB 膠效果最好，其它像快乾膠、Silicone、絕緣膠帶，我們試過都不好用）。

我們對『磁浮列車』、『磁煞車』一直都非常感興趣，也知道電磁感應的原理，但是無法親眼看到總是覺得有些虛幻不切實，『磁』真能有那麼大的力量嗎？老師告訴我們科展有相關的作品可以參考，但是他們都是做「自由落體」情境下的磁浮現象，這在日常生活中不太容易體會，我們的活動都是在平面或斜面上呀！因此我們決定研究磁珠在斜面上運動時的變化，讓眼睛可以看得到電磁感應的影響，再進一步改造滑車設計並利用打點計時器紀錄運動軌跡以模擬並了解『磁煞車』的效果！我們利用數位錄影機拍攝磁珠在非鐵金屬管中運動情形，再運用會聲會影編輯程式分析其運動情形，以了解磁珠在不同金屬管中感應生成的渦電流強弱，實驗發現導電性較好的紅銅管，對磁珠所造成的磁阻較明顯。磁珠磁場愈強、金屬管口徑愈小、長度越短，皆利於渦電流產生，而金屬管的傾斜角度越大，磁珠滾動速度加快，也會使感應產生的渦電流變大；磁珠在凹槽鋁條上滾動時，也有減速的現象，顯示非封閉式金屬管也會有感應電流的產生，而且磁珠最後以接近等速度的運動形式滾下；最特別的是，磁珠在不對稱的L 型鋁條上運動時呈現不規則的弧狀或旋轉軌跡，使磁珠的運動速度特別慢。最後，利用渦電流磁阻效應原理設計台車的煞車系統，用打點計時器紀錄運動軌跡，再分析其運動情形製成圖表，發現的確具有減速效果，但因時間不足尚有部分實驗須再補充以得到更具體的數據。

鋼珠在旋輪線軌道上純滾動時，有等時性，其簡諧運動的週期和振幅無關。用電腦繪圖，畫出旋輪線，再用電腦割字，在壓克力上割出旋輪線，組合成旋輪線軌道。 1. 測量鋼珠在旋輪線軌道上作簡諧運動的週期，證明鋼珠純滾動時，週期和振幅無關。 2. 鋼珠由軌道不同高度(h)釋放，測量運動至底端的時間(t)，質心速度(v)，作 t ? h圖，以及v ? √h 圖，可找到鋼珠發生滑動兼滾動的臨界高度，求得靜摩擦係數。 3. 兩相同的鋼珠，一靜置於完整旋輪線軌道的底部，另一個由高度h1處釋放，被撞鋼珠滾動上升到最大高度h2'，由h2'和h1的關係式可求得恢復係數。再將一鋼珠靜置於半旋輪線軌道的底部， 另一個由高度h1處釋放，原靜止鋼珠被撞後作水平拋體運動， 可量出 v2'，作v2' ? v1 圖亦可求出恢復係數。