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高中組

『波淘砂湧』--拋石養灘的探究

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。

“稜”波微步

以衝擊波中會出現的馬赫角的概念為基礎,利用雙水槽與單一軌道設計一簡便實驗方法量測液體表面波波速,並利用此裝置來探討不同變因,例如溫度、黏度等對波速的影響。

不同形狀的行星狀星雲的分布

行星狀星雲呈現多樣的外型,有的如星空中的魔戒,有的呈現美麗的雙極(蝴蝶)狀。什麼因素使得行星狀星雲的形狀不同?前人研究指出行星狀星雲的外形和中央星質量有關。本研究針對不同形狀的光譜譜線強度,配合其在本銀河系的緯度分布,探討行星狀星雲外形和質量的相關性。一般而言,質量較大的恆星表面溫度較高,分布的位置集中在在本銀河系盤面上。本研究以[He II]、 [Ca V]及[O III]三條譜線的強度做為中央星的溫度計,分析各行星狀星雲的光譜資料可得知其中央恆星溫度,進而推論其中央星質量大小的相對關係;而從其銀河緯度的座標可大略比較其到銀河盤面距離的大小。本研究綜合以上兩方面所得的結果,發現譜線強度較高、中央星溫度高的行星狀星雲、代表其中央星質量大,這一類星雲較集中在低緯區,其外型多呈雙極狀及不規則狀;而譜線強度較弱、代表質量低、中央星表面溫度較冷的行星狀星雲,廣佈由高到低的不同緯度區域,其外型較多圓狀及橢圓狀的行星狀星雲。

鹹溼無〝馬〞-海上磁動力船

本實驗之磁動力推進系統是利用磁場與電場,在鹽水中產生交互作用,使電解產生之離子產生偏移、轉向之現象。研究帶電離子排出軌道系統之流速、推力與電極板的高度、長度、種類及電極板間寬度之關係。並利用經計算後最佳、次等及最差效果之軌道系統,實際製作成磁動力船模型,觀察其運動情形。我們實驗了不同變因之軌道所產生之流速、推力及磁動力船實際航行之速度等。依據實驗數據,我們得到了以下結論:一、軌道系統的電極寬度相同時,電極板高度愈高,其流速愈大。二、軌道系統的電極寬度及高度相同時,電極板長度愈長,其流速愈大。三、電極板寬度若超出磁鐵的直徑,會造成兩側磁場分部不均,造成水流不穩而影響流速。

見「蜂」轉舵─工蜂對蜂后的選擇性

蜜蜂族群中,多僅具一蜂后,我們好奇,若在蜂巢內放置兩隻蜂后,工蜂的行為會有何種改變。我們分成三方向探討(1) 雙王實驗:原本應忠於自己巢內蜂后的工蜂,是否容易倒戈而臣服於另一蜂后?(2) 換王實驗:在更換蜂后時,工蜂對於新蜂后的接受程度如何?(3) 競爭實驗:當兩隻蜂后遇上,會如何競爭?又誰會獲勝?雙王實驗結果發現,工蜂並非完全忠於自己的蜂后,會出現倒戈現象,推測與蜂后分泌之揮發性費洛蒙有關;換王實驗時,新蜂后適應期越長及適應期內與工蜂接觸越頻繁,新蜂后就越容易被接受,並觀察到工蜂不接受新蜂后時,有尾部捲曲、螫刺對準新蜂后,作勢要將其螫斃的現象;競爭實驗中,兩蜂后相遇時,勝負與體型大致成正相關,和哺育蜂數無關。

圓舞曲

在△ABC邊上,以一頂點A為圓心任意邊長為半徑畫弧,再以順時針(或逆時針)的方式選定下一個頂點C,以之為圓心CD為半徑畫弧,依此法繼續做圖,直到軌跡交於起始點,此為以下探討之基本作圖。 一、在三角形中,依此作圖法會有: (一) 在第一輪回到起始點:初始以A點為圓心,半徑=1/2(b+c-a)作圖。 (二) 在第二輪回到起始點:初始以A點為圓心,半徑≠1/2(b+c-a)作圖,且中途無超出三角形。可與各邊各交兩點,分別與內心連線,可得三個全等的等腰三角形。 二、任意n邊形有內切圓,則: (一) 若n為偶數,則必能一輪回歸。 (二) 若n為奇數,則有必能一輪或兩輪回歸。 三、任意n邊形之一般條件,則: (一) 若n為偶數,且隔邊邊長和相等則必定一輪回歸。 (二) 若n為奇數,則有必能一輪或兩輪回歸。

先聲奪人─從共鳴管到共振子

本實驗利用音效處理軟體混合各頻率sin波,作為強迫共振系統聲源,測出容器的共振頻率,發現圓柱形的窄頸容器具有一系列泛音,但其中的基音頻率變化卻符合赫爾姆霍茲共振子的理論趨勢,顯示系統的共振同時具有駐波及共振子的性質。進一步測量瓶內各點的振幅發現其聲波共振的方式與共振子有相當的共通性,卻也有駐波的存在。

電電看就知道

酸鹼滴定(6)由於指示劑(5)變色判定不易,且反應速率(5)及沉澱滴定(1)並也是以肉眼判定實驗結果,因此不易判定當量點,但三項試驗皆會牽涉電解質(2)溶液中離子的變化,所以本研究欲利用導電度判定當量點及反應速率級數。 本次的研究的實驗分成兩大部分,第一部分為討論電解質水溶液中影響導電度的因素。由實驗結果得知,電解質溶液的導電度大致上符合歐姆定律(3),而且測量導電度時,必須避免極化程度以及電解作用的干擾,所以要除了必須將輸出電壓控制在2 ~ 3V,也需固定以下變因:(一) 通電時間 (二)反應溫度 (三)電極距離 (四)電極表面積。且由實驗結果可得到 CH3COOH(aq)之平衡常數(7),在0.02M 時為1.94×10−5,其誤差值為6.11%。 第二部分則是進行酸鹼、沉澱滴定,結果顯示以此方法判定當量點誤差值均在4%以下。並以導電度測定溶液濃度與反應速率之關係(5) , 由結果可得到 之反應速率定律式為,與預測之實驗結果一致。由此可知由導電度進行有關電解質溶液的實驗是一準確可行的方式,並可應用於其他電解質溶液的化學反應。

低雷諾數圓形及多邊形水躍的研究

打開水龍頭,水鉛直落到正下方的水平板時形成圓形水躍。我們實驗研究\r 20

鬥豔爭輝-氧化薄膜干涉之探討

本實驗是在探討針尖加熱後週期性顏色出現之現象。將針置於不同氣體中加熱,得知此現象為金屬氧化後之氧化薄膜所造成。並利用自製傾角微調裝置改變光的入射角以觀察顏色位移,證實此現象與干涉現象有關。由自製干涉儀測出的干涉條紋間距來換算薄膜厚度變化,探討顏色週期性出現之原因。由實驗得知,膜厚的變化造成特定顏色建設性干涉,導致週期性顏色出現之現象。但膜厚在一定範圍內,才會有週期性顏色出現。最後,還有測量溫度與顏色出現的關係,得知溫度與顏色出現有一規律性。而藉由均勻加熱的方式,可將單一顏色均勻地呈現在一樣本上。