高中組

一、研究動機與目的：彩虹是因為陽光通過水滴後產生色散的結果。但書上都說，彩虹的紅光與太陽光的張角是42°，而紫光的張角40°，為什麼偏偏是這樣的角度呢？一定是這樣嗎？基於這樣的疑問下，於是我著手開始研究彩虹。二、研究過程：1.以塑膠圓筒裝水模擬水珠，觀察它對入射光的偏折程度。2.由折射定律、反射定律推導水珠中光的路徑及射出光的偏向角。3.測量光線經界面反射時的反射率、透射率。4.推導光線由不同路徑進入水珠，射出光線的照度變化。5.綜合幾何因素、反射率因素，以Excel 軟體統計「照度相對於光的反射張角」的關係函數。三、研究結果與結論：1.均勻照射在水珠上的平行光線，不會以單一方向反射。2.由於水珠的球形的幾何因素，照射在水珠邊緣部份的光線會有會聚作用，反射後集中在特定角度，如二折射一反射回來時，聚集在42.5°，也是最大的張角。如二折射二反射回來時，聚集在50°，也是最小的張角。3.光線以不同的角度射入水面、射出水面時，反射率與透射率都不同；以此經驗式計算射入水珠中的光線反射在各種角度光的照度，經二次折射一次反射的最大照度集中在張角42.5°處，經二次折射二次反射的最大照度集中在張角50°處。4.由以上兩個因素可知，兩個方位的反射光比起其他方位，光線照度大得很多，因此只在這兩個方位可以看到彩虹了。5.張角42°～50°間，除了水珠表面直接反射外，似乎水珠並未返回任何的光線，因此判斷這個方位應該是個亮度很小的『黑』區。

很早以前就曾聽人說過：「洋蔥會破壞紅血球，有貧血的人不能食用」，當時曾聯想到洋蔥是人們日常喜愛蔬菜之一，尤洋人為甚，若能引起貧血影響健康，那不是很糟嗎？當學校舉行第三屆科展時，就想到了這個問題，於是在老師的協助下，開始收集資料，果然在一本石JAM.VETMDE ASSOC 160 ( 3 ) : 323.327.Illus.1972 雜誌上看到一段記載，大意是說有九匹馬飼養在小而遍佈野洋蔥（ Wild onion ）的牧場上，檢驗其中兩匹馬，均發現有貧血及黃膽症狀，而且紅血球形態亦呈變異的情形，於是我們想到野洋蔥和人們食用的洋蔥是否具有同樣的作用呢？為了解決這一問題而開始看手研究的計劃。

利用Na2S2O3取代Na2S2O5進行秒錶反應實驗，發現硫代硫酸鈉在酸中的穩定性比焦亞硫酸鈉高，並進一步研究[KIO3]、[Na2S2O3]及[H+]與反應速率(R=－Δ[Na2S2O3]/Δt)之關係，求得反應速率定律式R=[IO3-][S2O32-]2[H+]。另嘗試以光電計時器取代碼錶與眼睛判讀顏色變化的計時方式，結果發現以光電計時器並配合適當反應槽，對反應速率的測量是可行且再現性佳。

本文主要探索平面上任三點不共線的 個點是否存在n條線，使其各恰經過一個點，並交出一正n邊形。另則探究其對偶命題，任兩條不平行，且任三線不共點的n條直線在其所圍成的凸n邊形中是否存在各邊恰有一點，並使其成正n邊形。

自2003 年10 月30 日至2004 年1 月20 日止，研究不同溫度對於蓋斑鬥魚生殖表現之影響。自臺北縣水產種苗繁殖場取得40 尾（北縣種苗場字第0930000192 號），將環境溫度設為20、25、30 ℃，每一個處理組，重複四次，每一次實驗，飼養雌、雄魚一對，控制光週期、食物量、密度等變因。結果顯示溫度提高，雄魚吐泡巢次數增加、泡巢間隔時間縮短；雌魚產卵次數增加、卵孵化時間縮短。在應用上，進行復育時可以將雌、雄魚飼養於較高溫度下，提高生殖表現，使其在非繁殖季的冬天可以繁殖下一代，生產更多仔魚。

當我們寫作電腦程式時，經常發現一個現象，就是：在某個時候會須要某種功能，但是我們正在使用的那種電腦語言（ ex : FORTRAN . BASIC ）沒有這種功能，而另一種語言有。因此我們便想到要學習一種功能最強大的語言，要能包容其他各種語言的所有重要功能的。但是我們找不到。於是退而求其次，希望能找到一種可以定義指令的語言，這樣我們就可以定義出我們想用的功能。 FORTH可以，但它只能作整數運算，作浮點運算時必須採用模擬的方法，定義起來太複雜。 LOGO可以，但它是Interpreter ，速度太慢。我們理想中的語言要有：Compiler 的速度 FORTRAN 的運算能力 PASCAL 的結構化 BASIC 的簡單易學 LOGO 的定義指令能力當我們 找不到這樣一個語言時，我們就自己動手來創造了。

在高中實驗課本等位線與電場的實驗中，我們發現有許多困難，且很多同學在相同的電壓下，所獲得的等位線的分布並不相同。因此引起對它深入研究的興趣，藉此想暸解影響結果的因素，並對實驗方法加以改良，推廣應用到一般靜電學之研究。

天氣和氣候對人類的生活環境和生活品質皆有深入的影響，尤以氣溫、氣壓、風、降水為主要影饗因素。台灣地處地球上最大陸塊與最大海洋的交界處，地形狹長、高山起伏、四面環海，因此其氣候特色與其他同緯度地區並不相同。花蓮全縣，更因山多平原少，將花蓮隔成許多不同的小地形。因此在大環境下，蘊藏了各種不同的小氣候。我們長期居住於此，各種因子組成了花蓮的氣候特色，經常性地影響生活在此的居民。因此，我們想更探入了解花蓮有什麼樣的氣候特性？中央氣象局在廣佈全省的大小測站中選了幾個重要地點，每天釋放兩次探空氣球，以探測天空不同高度的氣象資料。很幸運地，花蓮氣象站即有此項設備。經過討論，我們選擇了「風」做為探討花蓮氣候特色的第一個題目。從風開始，逐步了解主宰花蓮氣候的變因與氣候組成的項別。 由高中基礎地球科學與地理課程中，我們了解了行星風系、季風、地形風形成的原因，到底它們是如何呈現在一個地區呢？本次研討我們想利用高空探測資料和地面逐日逐時資料，去探討花蓮地區一年中風的形態、變化、儘可能探尋其原因，以期了解善變的風以什麼樣的法則進行它的「變 」

我們知道用氯化亞鈷試紙可以檢驗水的存在，高中化學課本告訴我們氯化亞鈷之稀水溶液為淡粉紅色，去水後即變為深藍色。氯化亞鈷此種性質可用於製造隱形墨水(invisible ink)，另一用途為製造天氣預報計。由課本知道了這些氯化亞鈷性質卻不知道其中的原因，在高中化學新教材平衡常數和勒沙特列原理實驗中討論到CrO42-與Cr2O72-顏色變化，所以我們想到氯化亞鈷顏色變化是否也符合勒沙特列原理呢?鈷是過度元素，能夠形成特殊化合物是否與錯離子有關呢?氯化亞鈷水溶液顏色變化是否涉及能量變化?為了徹底了解這些問題以揭開氯化亞鈷顏色變化謎底，所以自行設計此實驗來研究氯化亞鈷水溶液紅藍變化有趣的化學反應。

我們的研究作品「樹鬚變身－環境刺激對榕樹（Ficus microcarpa L.）氣根生長發育、形態發生的影響探討」主要的研究重點在於瞭解榕樹的氣生不定根的形態與結構、生長發育與形態發生的過程，並運用生物及統計方法，分析環境或植物激素刺激對其生長發育與形態發生的影響等。由實驗結果，我們發現：一. 榕樹的「氣根」大部分的解剖構造形態似雙子葉植物莖，但木質部排列卻是外源型（exarch），有別於一般雙子葉植物莖；其末稍有雙子葉植物根構造，但其皮層部分含有葉綠體，和一般雙子葉植物根有所不同。二. 榕樹新生的氣生不定根的萌發，在原有氣根的許多區段皆可發生。在似植莖部分，則髓為其萌發源；在似植根部分，則周鞘為其萌發源。三. 在許多的環境因數中，以土壤溼度、土壤粒子大小與氣根萌發有較密切的關係。四. 植物激素部分，以生長素、乙烯有較為顯著地促進萌發的效果，而離層素則有抑制萌發的能力。