高中組

鄭校長向來重視校園環境之美化，自然我們也養成了關心和愛護花木的習慣。尤其是當我們決定直升母校高中部後，不再為升學考試煩惱，因而有更多時間去觀察植物的生長情形，看它開始萌芽，逐漸茁壯，直至開花結果，自然界之微妙深深地吸引著我們。初夏應是植物長的最好，最茂盛的時候，可是有一天我們卻發現校園裹的植物，不再那麼活潑有生氣了，原該青翠欲滴的葉子不但逐漸枯黃，有的甚且掉落，好似一如秋景。仔細一看，葉片上仍有不少白色，褐色的斑點。斑點多的就枯黃、掉落。這種情形光是在男生大樓這邊看到，繼而發現女生大樓那邊也有，幾乎整個校園真的植物都感染了病害，所有的花草樹木均面臨著一個死亡的危機。我們與老師研討它的原因後，認為可能是病菌侵害的結果，也可能是空氣污染所引起的。於是集合了幾位興趣相同的同學，擬好了計劃，便積極地展開了下列幾項措施，以求進一步地了解。

從國中開始，我們做過許多電解實驗。我們發現一些電解質水熔液電解僅靠電解質導電致使水電解；而有的卻能連電解質本身都氣化還原，而水亦電解。 然草酸水熔液電解又會產生什麼呢？於是便自行動手做；又發現以鋁為電極電解會發光，更值得加以研究探討。 人才、知識、技術、設備的缺乏，使此次研究分外艱辛，不過仍希望藉科學展覽達到研究相互交流的目的。

有一次上實驗課時看到鄰桌的同學正以實驗室的毛細管吸吮一瓶葡萄汁，每當他吞嚥時，毛細管內殘餘的葡萄汁竟然以近似等速的狀態降回果汁瓶裡，這似乎違背了重力加速度的常理，是毛細管的影響嗎？還是葡萄汁特有的現象？這與毛細管插入葡萄汁的深度有關嗎？ \r 後來在資優科學營中我選擇研究以毛細管測量液體黏度的實驗，並且在學校選修的專題課程中即以此為題目做長期的研究，毛細管中液體的流速真是固定的嗎？重力不會影響流速嗎？若流速真為固定的，如何控制或改變流速呢？是否可以利用流速來測出液體黏度呢？ \r 經過長期地研究及動手實驗改進，我們利用毛細管中液體的等速及不等速流動的特性，發展出了兩種既精簡又準確的液體黏度測量法，以下就是整個研究及創作的過程。\r

我們在水波實驗中，發現水的深度會影響波的傳播速度，但不知其間的關係如何。為求充分了解，於是設計一實驗，以便進一步探討水深與波速的規律性。

市售螢光棒琳瑯滿目，其棒身主體分有內、外兩管：內管裝填強氧化劑，外管則有螢光發光物種及染料，而螢光棒的色彩多是由染料顏色所決定。利用氧化劑將螢光物種激發而放出能量，此能量以光的形式放出即是螢光棒的發光原理。為求螢光發光效益增加，添加不同金屬離子於螢光溶液中，發現A 族金屬離子、鹽類溶液中的陰離子對於螢光放射沒有直接的影響，而B 族過渡金屬離子在具有成對電子、反磁性質的條件時，能增強螢光強度；此外，純粹添加氨水亦可得到一強烈的螢光效果，此應與螢光物種結構剛硬化使強度增強有關。

根據實驗，彭巴效應發生在35度以上。當兩杯溫差在10℃以內，初始溫度較高的水會較早結冰。另外，兩者溫差為5℃時，彭巴效應最明顯。推斷此效應主因為：初始溫度較高的水有較旺盛的蒸發，帶動其後續較強烈的對流，使得熱水在冷卻時，容器內部較高溫的水會因對流翻轉至外層，形成更好的冷卻效果。此立論可由另一組實驗所驗證：在表層添加一層油脂，抑制蒸發後，彭巴效應不再發生。顯示蒸發本身或其所附帶的現象造成了此效應。然而若只考慮蒸發帶走的溫度，並不足以解釋添加油脂後所產生的變化，因而認為蒸發所附帶的對流也影響了冷卻速率。 過冷效應：主因為添加油脂後造成對流趨緩，使水中的擾動減少，進而降低水分子間結冰的有效碰撞，造成過冷現象。

種子植物藉由花粉萌發到達子房與胚株結合繁殖下一代，為何花粉管會往胚珠方向延伸呢？是否有什麼物質吸引著它？在本篇的研究報告則朝向此問題發展。首先，經過初步的萌發觀察，我們從校園中選擇萌發率高達 80%的日日春作為我們本篇研究的實驗材料，再針對花粉體外萌發所需的理化條件一一檢測，從一連串試驗中，發現日日春花粉萌發最佳理化條件為蔗糖濃度 20%、溫度 25℃、以 2%洋菜膠處理在黑暗中培養即可以達到較理想的萌發狀況。本篇研究的後半段著重於花粉管朝向胚珠延伸的可能原因作一系列試驗，利用水洋菜培養基不易流動的特性，探討雌蕊組織對於花粉是否有吸引力，在這個定性實驗中將日日春雌蕊的各部分組織進行誘導實驗，結果顯示在所有測試的組織當中胚珠與子房是誘導花粉管萌發轉向的誘導物，其中以胚珠最為明顯，為了更進一步確認此現象，我們對誘導現象進行胚珠量、花粉和胚珠的遠近距離並試圖萃取胚珠內可能的誘導物來進行量化分析，實驗結果清楚顯示當胚珠量越多、距離越近時誘導現象越明顯，不僅如此，增加胚珠萃取液的濃度可以提升誘導現象，雖然我們無法得知此誘導物真正的成分為何，但是可以確認胚珠對於花粉管萌發的確是有『致命的吸引力』。最後，對於不同物種間的誘導情形也進行分析，在不同科的植物間是沒有誘導力的，反而有抑制的效果，但是同一科不同種則有相當高的吸引力。經過這幾個實驗，讓我們對高二生科課程中所提及植物生殖的過程有了更清楚的輪廓也深深感受到生命的美與奧妙。

本實驗為觀察大擬步行蟲(俗稱麵包蟲)食用蕨類後的行為、生長發育及對其變態的影響。首先利用校園內常見的蕨類(毛蕨、鳳尾蕨)、不同部位(小葉、葉柄、孢子)及供應質量的不同，探討其對麵包蟲影響的差異，之後並根據測量麵包蟲的活動力來驗證蕨類影響其化蛹的機制，最後更進一步利用高中所學的化學分析方法來探討此可能潛藏的蕨類代謝產物的性質。我們發現毛蕨及鳳尾蕨中都含有某代謝產物會抑制麵包蟲化蛹及致死，其中以毛蕨的效果較顯著，而根據研究結果此物質應為脂溶性，在毛蕨各部位中比例不同，且濃度上升時，其效果亦顯著上升，此外，我們也藉由測量麵包蟲活動力的實驗，說明毛蕨可能含有擬青春激素，且其有維持麵包蟲活動力之功能；反言之，未食用蕨類之正常麵包蟲的活動力下降可能和青春激素分泌量的下降有關。

條件反射是什麼呢？條件反射為生理學中的一種行為過程。在特定環境中，因強化作用而使某種應答的出現頻率增加，且更為規律。所謂強化是指為求得預期的應答而提供一種天然刺激或人為獎賞。在這個實驗中，我們欲探討「生物在不同環境中學習行為表現將有何不同」，於是觀察紅球魚、黑尾太陽魚與孔雀魚在接受餵食時的行為，並持續注意其長期所表現出的現象，最後結論是不論任何魚種條件反射之學習曲線相近，再學習情形皆明顯加快。

在凝相那章當老師講到液體正常沸點時，告訴我們許多非極性液體之莫耳汽化熱直接比例於正常沸點，此規律性稱為特魯頓法則（ Trouton ' 5 Rule ）。又溶液蒸氣點下降溶液沸點上升均與溶質之濃度有關，此規定性稱為拉干爾特定律（ Raoult ' 5 Law )。在凝相鍵結 中講到氫鍵時告訴我們氣鍵對沸點與莫耳汽化熱均有影響，因此我們覺得懷疑極性分子如 H2O 與 C2H5OH是否亦能遵守特魯頓法則？含有必 C-O-H及 OH 基之有機物溶于非極性溶劑是否亦能遵守拉干爾特定律？為了滿足我們的好奇心因此決定做這個實驗。