高中組

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。

在台灣，冷氣已成為日常生活中不可少的必需品，但冷媒的使用卻破壞了地表的臭氧層。科技如何能與環保相結合，是促使我們製作這台多功能冷暖氣機的動機。

美洲蟑螂(Periplaneta americana)具有兩套視覺輸入的器官，包括對光的敏感度較強的單眼以及由許多小眼組成的複眼。本實驗利用美洲蟑螂的避光行為，探討單、複眼對於蟑螂運動調控的影響。經過暗適應10 分鐘後，在自製的蟑螂逃亡速率測定器中進行實驗，以LED 手電筒作為光刺激，蟑螂經刺激後通過有兩個觀察窗口的廊道，而經由錄影記錄可得蟑螂避光反應的潛伏期、逃亡時的的平均速率、以及通過觀察窗口的瞬時速率，將單、複眼均正常（控制組）以及遮住單眼或複眼的蟑螂進行比較。結果發現，遮住單眼或複眼的蟑螂，其決定要逃亡的潛伏期都比控制組短，且在逃亡的過程中，平均速率都比控制組快。由結果推論阻斷單眼以及複眼的視覺輸入都會抑制蟑螂的遮蔽反應(shade response)而造成逃亡速率與控制組不同，因此單眼以及複眼對於蟑螂運動行為都具有一定調控作用。

本研究統計台灣被子植物中翅果及似翅果植物共33科55屬110種，雙子葉植物佔27科48屬91種，單子葉植物佔6科7屬19種，固有種共31種。所蒐集的55種植物中，似翅果植物共20種，其中具翅角果有獨行菜、車桑子；具翅蒴果有台灣前胡、台灣芎窮、蘭嶼秋海棠、水鴨腳、台灣秋海棠、昂天蓮、獨黃、戟葉田薯；翅狀物由萼片發育而成有登吉紅柳桉；由苞片發育而成有黃杞、禿敗醬、毛敗醬、台灣敗醬、楓楊；由花被片發育而成有虎杖、台灣何首烏、琉球水玉簪；由心皮發育而成有青桐，其餘35種為典型的翅果。統計台灣具翅散殖體植物共60科120屬207種，約佔台灣維管束植物的5 % 左右。其中，梧桐科與薯蕷科科內同時擁有具翅果實及具翅種子。將已拍照的143種具翅植物分類，分為立體翅與平面翅。果實中具3枚以上翅狀物呈立體者有20種，而具翅種子植物僅具平面翅。平面翅中具雙翅者共6種，具頂生翅者共20種，具側生翅者共12種，果實與種子皆以環生翅居多，共85種。此85種植物中，蘿藦科與夾竹桃科大錦蘭的種子亦具有種髮，而此特徵是具翅果實所沒有的。

為了要了解植物體的生長因數是否受電子影響，我們將電子接觸植物體，因而設計了三項實驗。第一組實驗設計是將負靜電接觸大豆的種子為實驗組，而完全不接觸負靜電的為對照組；第二組實驗則用負靜電導入已發芽的種子，也是設計一實驗組和一對照組，實驗組通有負電，對照組則正常種植。實驗三則是用電子流通過九層塔，在實驗組中分為向上的電子流通過植物和向下的電子流通過植物，而完全沒有通電子流的為對照組，並分別測量其蒸散水分的重量。從實驗一和實驗二的結果得知通有負靜電的實驗組，對於其生長都有很顯著的改變，植物因為電子的影響而加速生長。從實驗三的結果可以發現到，通過電子流的植物不見得可以加快它的蒸散作用，依據電子流方向的不同，所得到的結論也不同。在固定時間內電子流向上的蒸散作用較快，電子流向下的蒸散作用較慢。

利用簡單的濾紙層析法，可從植物葉片中萃取光合色素的成分，而利用紫外光照射以及紫外-可見光電子吸收光譜和放光光譜的測量，可判斷各成分所得結果是否有所差異。另外，我們試著加入純水或數種不同金屬離子配製的溶液來檢測對葉綠素螢光強度的影響。我們也嘗試著將萃取出來之葉綠素汁液製作成趣味隱形墨水，書寫在紙上的筆跡在一般光線下是無法以肉眼觀察到，特別的是，在暗室中經過紫外線照射後，便可清楚的看到所有紙上的筆跡。

黃邊鳳蝶為金門特殊蝶種，研究從100年4月至9月於中山林進行14次調查，共觀察到607個卵、1170隻幼蟲、93隻成蝶。黃邊鳳蝶出現在氣溫較高的月份，遇強風或大雨則易吹刮幼蟲致死；降雨頻繁則幼蟲反而減少。在三個樣區中，A區植被豐富，主要食草潺槁樹矮小、多嫩葉，且前後各有花圃利於成蝶就近產卵，幼蟲量最多；B區潺槁樹雖高大，卻有多種蜜源植物，幼蟲量居中；C區潺高樹高大、植被簡單，又缺少蜜源植物，因此數量稀少。黃邊鳳蝶與棲地食草植物、蜜源植物及氣候密切相關。要維持族群穩定，須在蜜源植物周邊栽植潺槁樹，方便就近產卵。中山林因栽植潺槁樹於園區，配合周邊蜜源植物，族群維持佳。本研究見證生物的交互作用，以維護黃邊鳳蝶的棲地。

本實驗主要目的是以行為生態學的觀點來探討烏點晏蜓（Anax guttatus）水蠆的攻擊發動之條件，以及面對獵物採取的捕食策略。本實驗結果發現，水蠆發動攻擊的起因與獵物的大小及距離均呈負相關。而發動攻擊的範圍多在下唇顎所及之處，支持水蠆為伏擊型獵食者(sit andwaiting predator)。面對不同大小獵物時會有所選擇，因為極小或極大的獵物難以捕食，且在捕獵大獵物會消耗較多時間成本，所以水蠆會在獵食風險（失敗、受傷、時間成本）及獲益（能量）之間取得平衡。當水蠆面對獵物密度高低不同的環境，會因水蠆體型大小出現積極、保守、消極的不同策略。綜合以上實驗結果，水蠆在捕食行為上能做最適的權衡(trade off)，選擇以最低的風險與成本獲得最高能量，為生態中最佳捕食者之一。

高中物理實驗十五共嗚空氣柱﹝註1﹞，已知頻率 f 的音叉在圓柱形共鳴管口振動，調整共鳴管水位，當有最大共鳴聲時，量出空氣柱長l=λ/4，由聲速Vt=fλ=4fl和Vt=331+06t﹝t為空氣溫度﹞做比較，結果相去甚遠。另取玻璃瓶(非圓柱狀)盛水，相同音叉在瓶口振動，共鳴時的空氣柱長度和圓柱型不同，引起我們進一步研究的興趣。

本研究觀察平原菟絲子自種子萌芽至成株各階段的形態特徵，研究成株及小苗對十種校園植物的喜好性。根據成功大學廖國?教授2005 年的報告，平原菟絲子的寄生無專一性，但是平原菟絲子有無偏好的寄主？其偏好的寄主有何種生理及形態特徵？研究結果顯示，平原菟絲子四季皆可以開花結果，最適合生長的溫度為23~25℃。完成生活史約需3 個月，一年會有四次果熟期及果熟植株乾枯期。在無寄主的情形下，平原菟絲子的小苗成長最多至13 公分，最長可活20 天；其斷莖及小苗對寄主的喜好性相同，對有氣味、葉綠素含較多及角質層較薄的寄主，形成的吸器多於不具備以上性狀的寄主。平原菟絲子對於不同的寄主，形成的吸器顯微構造也不相同，顯示平原菟絲子對不同的寄主有不同的適應。