第46屆--民國95年

宜蘭縣海岸線全長 106 公里，絕大部分地區屬於侵蝕海岸。而影響海岸變動主要因素?波浪、潮汐、水力及風力等作用力；另外宜蘭縣海岸東向寬廣太平洋，每年颱風期間的暴風巨浪更在瞬間就可能使海岸地形完全改觀。經過實地探勘及資料的蒐集發現，現今宜蘭海岸線已施作的海岸保護工法包括了：突堤、傳統海堤、拋石堤、編籬定沙及沙丘植生等工法。因此我們利用自製的造波水槽的模型試驗方法，想了解波浪與漲退潮的營力對於海岸侵蝕所產生的影響；以及針對拋石堤這種近自然的工法，對於波浪所產生的防護作用。利用造波水槽，產生不同波長的人工波浪，並且經過實驗研究發現：位於深水區與淺水區的海床砂子受到海浪作用而呈現不同的運動方式，另外在拋石固砂的研究方面，不同的拋石排列方式、形狀以及不同間隙大小，觀察波浪對其所產生的侵蝕與堆積效應。

當豔陽高照時，走在柏油路面上，觀察遠方柏油路面上的人、車的景物，經常會因為空氣的折射，而晃動地十分厲害，就好像我們觀察火爐上方的影像一般。甚者，遠方的柏油路面偶爾會出現類似積水的現象，積水中甚至會出現人、車的倒影，但此時的柏油路面不僅沒有積水，更是熱得發燙。由於我們總是在炎熱的天氣中，看見柏油路面上的假積水現象及倒影，因此多數的人均認為，柏油路面上的假積水現象及倒影僅會出現於溫度高的白天。而主要的成因，是因為空氣層之間的溫差不同，使得遠處射向柏油路面的光，不斷地折射，在接近地面時發生全反射，而產生倒影。許多書本皆認為此現象和沙漠中幻影的成因相同，皆可稱為「海市蜃樓」。南一版的基礎物理課本寫道：「遠處物體所發出的光線，經過空氣層間的折射和底層的反射後，不是沿直線進入我們的眼睛，而是如圖中所示的曲線，使我們以為是從路面下的倒影所發出。」但我們觀察發現，地面與上層空氣的溫差，並非柏油路面上假積水現象及倒影出現的必要條件；反而和入射光的角度、路面的平坦程度及路面的性質有關。因此我們認為假積水現象及倒影主要的成因是「柏油路面的單向反射」而非「空氣的折射與全反射」。我們提出了粗糙面在入射光的入射角接近90度時，可發生單向反射的模型。在雲嘉區科展中，我們提出了兩個現象來說明假積水現象及倒影主要的成因是「柏油路面的單向反射」而非「空氣的折射與全反射」。一、在強風中（飛砂石亂走），假積水區及倒影仍存在。二、夜晚地面已和氣溫相同時，強光源亦可出現倒影等等。但評審老師認為，我們所持的僅是間接證據，況且，我們可能發現了柏油路面上產生倒影的另一個機制，但並不能駁斥在豔陽高照時，會因為折射和全反射造成倒影的可能性。我們在區賽後再接再厲，終以改變地面性質使積水現象消失，駁斥「因為折射和全反射造成柏油路面假積水現象和倒影」的傳統論述。揭穿了這個「國王的海市蜃樓」。

阻擋正多邊形曾在第 44 屆全國科展高小組數學科第二名－阻擋正多邊形出現，其主題是「正方形棋盤儘可能打最少『×』，使其找不到四個空格，以空格當頂點，可連成一個正方形」，本研究改變其規則－討論正方形棋盤儘可能刪除最少的邊，使棋盤中找不到四個邊組成一個正方形。選定這個主題，因為我們數學課本，剛好也學到垂直平行與四邊形及怎樣解題（觀察、察覺數列的規律性）。我們從阻擋正方形研究起，推展正三角形及正六邊形，加上變換棋盤形狀，最後再到阻擋長方形，透過實際操作、表列觀察，從過程中找到阻擋正多邊形的共通策略－兩個方格共用一個「×」及方格放大後呈現回字型一層層增加固定的「×」數，而且特定圖形會像數列排列一樣的有規律性。

本研究透由一系列的實驗，研究不同的食品、藥品及溫度對草酸鈣沉澱的影響。我們發現鈣的沉澱量大於鎂的沉澱量。豆腐和菠菜的鈣及草酸濃度低於以化學藥品配的鈣及草酸，故以化學藥品配的鈣及草酸，沉澱量較多。加熱至 90℃以上，可以防止草酸與鈣結合形成草酸鈣。

彈簧震盪是簡諧運動的形式之一，我們除了利用光學滑鼠路徑記錄成是紀錄質點簡諧運動的軌跡外，還使用EXCEL中『傅立葉分析』的功能繪出『頻譜圖』，藉此找出震動質1點的頻率。我們更進一步將彈簧以不同的連接方式，如兩個耦合諧振子(Two doupled Harmonic Oscillators)以及二維的簡諧運動(Hamonic Oscillations in two Dimensions)，再次利用光學滑鼠和滑鼠路徑記錄程式將質點的運動軌跡重現『視覺化』外，還加以分析其運動模式。

利用大小不同的機翼模型及強弱不同的風速，了解為何飛機因其載重量的不同，機翼的大小也不同，飛機載的人越多，機翼越大；飛機載的人較少，機翼也較小。

本研究以孟宗竹、苦竹及麻竹三種竹材，經微觀實驗得知350℃(一次碳化)前脫出物以水及竹醋液為主，由滴定試驗測得一次碳化之竹炭水pH=7.69 小於市售竹炭水(pH=8.30)\r ；因BET(54.7㎡/g) 較小，使每克竹炭除氯量僅有0.001克 ，且焰色試驗不明顯，故進行二次碳化750℃(1)。麻竹含水率低(14.3%) 但結構鬆散(0.22g/cm3)\r ；苦竹雖結構緻密(0.43g/cm3) 但含水率高(30.1%) ，兩者體積收縮率大(25.13%及23.11%) ，皆不適合燒製竹炭；孟宗竹含水率較低(10.7%)\r 、體積收縮率小(19.29%) 、結構緻密(0.42g/cm3) ，可得較佳之竹炭。由焰色試驗及原子吸收光譜測試結果證實竹炭水中含有Ca2+、Na+、K+ 等離子，但Ca2+與Na+顏色相近，因此先以Na2C2O4\r 使Ca2+沉澱，再進行焰色試驗以確定Ca2+存在。由HCl 滴定試驗得知二次碳化之竹炭水pH=9.60且BET為195.2㎡/g，使得除氯量較大(0.021克)，因此得知竹炭不但可放出鹼性鹽類，也可吸附Cl-，使pH值上升；由一次及二次碳化後之竹炭外表長寬變化推知，一次碳化屬纖維間空隙，表面積較小；二次碳化屬纖維內斷裂，表面積較大，這可由表面積\r 測試結果(54.7㎡/g,195.2㎡/g) 得到驗證。

1939 年，University of Cambridge 的Robert Hill 發現葉綠體在光照下，可還原許多分子，例如 ferricyanide(FeCy) 和2,6-dichlorophenol-indophenol (DCPIP)等，我們稱為Hill reactions。 DCPIP (blue) + H2O + light + chlorophyll→ DCPIP-H2 (colorless) +1/2 O2 我們希望找出Hill 反應更好的實驗條件，以及探討與光反應相關的影響因素。

Luminol 化學放光反應受到不同因子的影響。放光物質(Luminol)、氧化劑(H2O2)、催化劑 ( K3Fe(CN)6、K4Fe(CN)6 )、混合濃度變化下放光趨勢不盡相同；溫度、添加不同濃度強鹼、不同種類之金屬離子、洋菜混合溶液各有程度不一之影響；將推廣至食品氧化劑殘留之檢驗。

本研究欲以一般性的推導手法，導出可廣用的弧邊面積求值公式。