第46屆--民國95年

冬天時，教室的門窗該如何開關，才能使得教室內的溫度驟降最少且教室內空氣流通，讓學生和老師不會受冷風侵襲又可以安心又舒適的在教室教與學呢？我們將教室區別為上半部和下半部，無人的上半部希望對流旺盛；下半部則希望降溫緩和，避免位於下半部的老師和學生感到寒冷。並分別考慮無風時，空氣自然對流的狀態以及東北季風時，風從教室右邊向教室吹襲的強制對流狀態。經由實驗與數據的分析結果，我們得知在冬天無風的自然對流狀態下，以下課十分鐘的時間考量，開門窗方式以打開教室兩邊的上排的窗戶為最佳的選擇；而在東北季風盛行，風從教室右邊吹向教室的強制對流的狀態下，以十分鐘後的時間考量，打開教室兩邊的上排的窗戶仍是適合的開窗方式。因此冬天不論有風或無風，想要教室內空氣流通，又不希望溫度驟降，最適合的開窗方式為打開「兩邊上排的的窗戶」。

帶電的離子受到垂直方向的磁場與電場作用，會因為受到洛倫茲力而產生有趣的轉動現象，由於電解槽中電解質不同濃度，會產生不同的離子遷移速度。經由所測量的時間與圓周運動的距離，可計算電解質的實際遷移速度，我們可利用簡易的裝置設備，推論出當電解質濃度越大，解離後正、負離子的吸引牽制作用也越強，使得離子在固定電場下的遷移速度減小了，莫耳導電率也減小。

從基測的一個題目開始，過三角形頂點作出周長等分線，發現三條過頂點的周長等分線交於一點。再把指定通過的點 P，換成三角形邊上任意一點，畫出過 P 點的周長等分線，在眾多周長等分線中，我們發現了一條特殊的周長等分線，其他的周長等分線，中點皆落在此特殊周長等分線上，在文中，我們稱之為基本等周線。後來我們將 P 點改為任意指定的一點，作出過 P 點的周長等分線。我們找到了一個類似三角形的曲線區域，在文中稱為包絡區，當P 點在包絡區內部可繪出三條周長等分線，在這個區域的外部，只能作出一條周長等分線。

Rattleback（又名 Celt Stone）為一橢圓形底面之物體，當往某個特定的方向旋轉後，它會開始上下震盪，然後再朝相反的方向旋轉。逆轉原因來自動摩擦力之分力所造成的力矩，此分力與接觸面摩擦係數有關，在某些條件下會產生最佳逆轉效果。我們以自己所製作的模型，來分析各種變因與逆轉效果的關係。並觀測到運動過程中，其對稱中心在 X、Y 兩方向的震盪振幅會隨時間呈現收斂的狀態，軌跡呈現出「帶阻尼的利薩求圖形」。

當海底發生地震，或海底山崩塌，海水便被抬升或崩塌，因此在短時間內獲得大量位能，轉成為海水的動能向四面八方傳遞，這就是海嘯。我們以基隆港為模型，海底坡度1：10，藉由實驗發現水波在寬闊水域由較深區域進入較淺區域，波高(波峰與波谷的距離)並不會出現太大的不同，然而一旦水波進入狹窄的港區，能量在灣內累積，波高就大幅增加，比例可達55%。當波谷先抵達岸邊時，會造成海水後退、水位大幅下降甚至露出海底的情形。在我們的實驗中，代表海底的斜板露出的距離最大約14 公分(坡度1：10)，佔小水槽長度的28%。若改變斜板與水槽底部的角度，斜板露出的距離也會改變，當θ=10°，即坡度175：1000 時斜板露出距離最長。

本研究針對臺灣稀有水生植物「蓴菜」之周年生長狀況進行觀察，並分析其主要成分暨化合物。由本研究結果得知：一、位於宜蘭縣崙埤湖內之稀有浮葉型水生植物蓴菜的生長周期為：以沈水葉型態休眠（1～2 月）；地下走莖與幼葉生長期（3～4 月）；開花期（5 月）；快速生長期（6 月）；花萎凋（7 月）；結種籽、盾葉成熟不再長新葉（8 月）；由葉片、葉柄、莖漸次凋萎，開始進入休眠（9～10 月）；以沈水葉型態休眠（11～12 月）。二、由蓴菜之葉片分離出十種成分，分別為：BS-2（Kaempferol-7-O-Glucosids）、BS-3 （Quercetin-7-O-glucosids）、BS-4（5，8，4’-Trihydroxyflavone-7-O-glucosids）、BS-5 （3，5，8，3’4’-Pentahydroxy flavone）、BS-6（Vitamin E: d-Tocopherol）、BS-7 （Glyceride）、BS-8 （1-0-（4-hydroxy bengoyl）-β-glucose）、BS-9（Quercetin）、BS-10（Kaempferol）、BS-11 Luteolin-8-c-β-glucospyranoside。其中經測試 BS-8 對神經膠腫瘤細胞株有 18.42%之抑癌效果，另外，BS-2、BS-3、BS-5、BS-10、BS-11 等成分，呈現良好之抑制黑色素美白作用。

本研究主要是藉由分析乾電池的成分比例，自行製作可使用的乾電池之外，進而在深入探討乾電池中各成分對電壓及電流的影響。實驗發現去除澱粉，加入適當比例之Ｃ粉及二氧化錳能有效降低自製電池之內電阻，並提高電壓及電流的大小及穩定度。此外改變市售電池碳棒和鋅筒的接觸面積，並在碳棒上鍍上銅、溴、銀等不同金屬，觀察其對電壓及電流的影響，發現增加碳棒的接觸面積，無法使乾電池電壓及電流增大，但若增加鋅銅的接觸面積，則可使乾電池電壓及電流增大，提高電池的使用效率；鍍適量的銅、溴或銀在碳棒電及表面，可使乾電池電壓或電流更加穩定，提高電池的使用效率。

高中物理教材中以水波作波動之折射現象的演示，使我們不禁好奇，水波是否與光波一樣有全反射的現象呢？因此決定對此做一番研究，並希望能做出水波的全反射現象。為確保研究結果的準確性，我們從理論著手，先了解水波表面波波速公式的推導過程，得知其中的假設條件，並依據這些條件及多次的預備實驗改進高中水波實驗的器材，以確保實驗結果在公式可解釋的範圍內。接著進行驗證水波公式的實驗，確認實驗設計正確與否。在全反射實驗之前，先進行折射實驗，再次確認實驗條件控制無誤。最後確實做出了全反射的現象，但波紋並非如預期中在介面完全反射，而是有部分非折射波穿透至深水區。再次查詢更深入的資料後，得知光的全反射其實並非在介面完全反射，而是穿透一定距離後才逐漸反射。由此推及水波的全反射，我們看到的穿透波應為全反射的正常現象。因水波波長遠大於光的波長，而可以觀察到此現象。整個過程中，我們也有兩點意外的發現。第一是在公式探討中發現普遍參考資料上公式的錯誤使用；第二則是使用光感應器可測量水波實驗中難掌握的頻率及波速數據。我們從這個過程中學到很多，也深感本身知識的不足，希望能繼續學習，並對水波做更深入的研究。

此研究除了在了解犀角金龜的基本習性，特別針對犀角金龜的啃食特色(如何啃掉高度超過 10 公尺的椰子樹)、趨光性、及負趨光性作更整全的介紹。犀角金龜 Oryctes rhinoceros，分類上屬於金龜子科中的兜蟲亞科，體長約 3.5~4.3 公分，體表顏色為黑褐色。成蟲主要出現於夏秋兩季，分布於中南部低海拔山區，尤其以椰子主產地為最多，因為犀角金龜咬食力強盛，被視為椰子剋星，其對於椰子樹梗、菌包土等具腐質性的腐質物更是異常喜愛，其目的是藉由碎屑的保溫、保濕功能營造合適的生存環境。研究上以幼蟲為主軸，犀角金龜幼蟲不同於花金龜亞科以背部做爬行，而是蜷曲狀做蠕動運動，幼蟲主寄居在椰子朽木中，其椰子根部處常可發現龐大犀角金龜聚集。犀角金龜喜歡在熱的環境中生存，尤其溫度在２６℃－３０℃之間，喜歡濕潤的環境，充足水分但不能積水。不論幼蟲或成蟲，皆不喜歡光線明亮的地方，有負趨光性(這份報告和一般書籍所提到成蟲具趨光性有一些出入)。犀角金龜喜歡具有甜味的東西，不喜歡苦味的咖啡和精油，所以可以用這些溶液來驅趕。

草漯沙丘群位於桃園縣沿海。砂丘群東西延長約８公里。其外緣長寬約數十至數百公尺的砂灘。單獨的砂丘走向為東北東，與冬季盛行東北季風呈現一小夾角，主要為風積作用形成。本研究取草漯沙丘表層、垂直方向沉積物，以及附近海灘表層之沉積物。利用過篩、磁鐵吸附的方法，分析沉積物粒度分布情況及磁鐵礦砂含量變化，藉此了解其相關性。依據沙丘表層顆粒分布，沙丘面海一側中段，所受風力應最強。沙丘頂部附近磁鐵礦砂含量變化大，可能因為風的侵蝕作用造成密度大的磁鐵礦砂富集造成。沙丘面海面對北方一側採樣點，沉積物粒度隨深度變化週期明顯，可能與季節性風向、風力變化有關。