高中組

我們知一元二次函數f(x)=ax 2+bx+c，一定有極值，當a>0時， f(x)有極小值為-b 2-4ac / 4a，a

第四章時，學到結晶法可以分開溶質與溶劑，但是分離效果如何呢？並沒有進一步討論。第八章討論晶體形狀時，知道不同的離子化合物，有不同的形狀，例如食鹽NaCI是正立方體，但是此形狀是否一成不變？形狀是否會受其他離子的干擾呢？向老師請教的結果發現學長們已在進行實驗，正因高三功課繁忙而暫停，於是我們欣然繼續接下棒子。

在高中物理課程的實驗中，有一個是利用空氣共嗚儀測量聲音在氣體中的速度，因而引發我們對固體、液體中音速的好奇，進而研究測量的方法。

本研究以綠水螅為指標生物，研究綠水螅在鉛、銅、鋅、鎳等重金屬毒性下的生理反應。四種重金屬對綠水螅的LC50(30min)分別為：鉛(11.43ppm)、銅(0.78ppm)、鋅(4.40ppm)、鎳(6.12ppm)。各重金屬對綠水螅的致死率隨著濃度的增加而上升，此外重金屬會造成細胞毒性，使綠水螅的觸手及管狀體產生防禦性的退縮反射且活動力減弱，體壁上則有刺絲胞被誘發及皮肌細胞膨脹的現象，顯示體壁細胞已偵測到微量重金屬並產生生理變化。重金屬毒性亦干擾了水螅的再生作用，影響細胞的分裂與個體自癒能力。若混合兩種以上重金屬，會引發加乘的交叉毒性效果，綜合上述結果，可知綠水螅偵測重金屬毒物的敏感度及生理反應的差異性，提出綠水螅作為水質重金屬汙染的指標生物。

問題與想法：邊長1的正三角鏡ABC中，光由原點B射到CA上一點P(圖一)，再依反射定律繼續反射下去，我們想探討：是否能回到原點B？而若回到原點B，所走路徑及反射次數可找到通式？考慮圖二探討此問題。圖二中的每一頂點都對應△ABC中每一頂點。主要結論：我們算出每一反射點在圖二中的座標得以下結論： (1)CP為有理數時，CP=b/a,(a,b)=1,a,b∈N，導出第一個相交頂點在展開圖的座標為(a-b,b)。再利用展開圖中，同名點構成的直線特徵(如圖三)得：由B射出光時，會返回原點B。並知反射後回到B所需的次數與路徑可由a、b決定，公式如下：若a+b≡0(mod3)，次數為2(a-1)次，路徑為B→B 若a+b≡1(mod3)，次數為6(a-1)次，路徑為B→C→A→B 若a+b≡2(mod3)，次數為6(a-1)次，路徑為B→A→C→B (2)當CP為無理數時，我們得到由B射出的光線不會返回B。且所有無窮多的反射點，在邊上的分布具有稠密性。

根據我們找到的資料，視覺是植食性昆蟲覓食的重要工具。資料指出：果蠅的視覺對於 380nm（紫外光）、420nm（靛色）、500nm（綠色）這三種光線的波長較為敏感，又由於市售黏蠅板皆為黃色，因此，我們就針對果蠅視覺的辨色記憶、顏色偏好、不同色光的趨光性做探討，發現：一、辨色記憶：由實驗結果，我們認為果蠅應能記憶顏色，如此可間接證明果蠅能夠分辨顏色，果蠅可能是有彩色視覺的。二、顏色偏好：利用五種顏色的黏蠅板，發現在黑色背景下，亮度最高、反射波長範圍介於 500nm 至 700nm 而從 580nm 又趨於平穩的高反射率的黃色黏板最為果蠅所偏好的。由此顯示：背景、亮度、反射波長皆可能影響果蠅的顏色偏好。三、在不同色光的趨光性方面：果蠅對於不同波長的色光並不具有特殊喜好。原因可能為實驗所使用的 LED 燈泡波長涵蓋範圍太少，另一個原因則是，果蠅的趨光行為影響實驗結果。綜合實驗結果，我們認為：以植物為食的果蠅，對於不同的顏色，可能有能力區別並加以記憶，如此彩色視覺在果蠅的生理機能與行為上，可能佔有重要的地位。

聚丙烯酸(PAA)是尿布中吸水成份，我們發現其結構上的羧基能螯合Ag＋，並成功利用甲醛將Ag＋還原成奈米銀。但我們意外發現螯合Ag＋的PAA白色粉末在沒有其他還原劑存在下也會漸漸變成黃色，與「利用甲醛還原製得的奈米銀」顏色十分相似。本實驗即揭開此粉末變色真相，希望能在不使用額外還原劑下，直接以PAA將螯合的Ag＋製成奈米銀，不僅具環保與實用價值，更能使奈米銀製程朝向綠色化學。我們透過水溶性聚丙烯酸鈉(SPA)在均相中進行變色機制探討及影響變因的研究，找出有利的反應條件，再應用於PAA。研究證實PAA能將螯合的Ag＋同步還原成奈米銀，反應機制與檸檬酸鈉作用模式相似，而提升濃度、溫度或照光有利於反應，酸性條件則不利，照各種色光也有所差異。

課堂上介紹到彩虹形成的原理是透過水珠的色散、折射與反射，而我們平時可以看到的虹和霓分別是反射一次與兩次所造成，本研究便欲探討更高階的彩虹。我們開發出電腦模擬程式，由「光線追蹤法」繪出一到十階的彩虹，研究光在水珠內反射次數、光的入射角與總偏向角之關係，發現反射次數越多，入射角要越大才會產生總偏向角的最小極限。此外我們也計算出每一條光線在各階彩虹中的能量，以及各階射出光當中每單位角度的光線數目與每單位角度的能量，結果發現能量最大、光線數目最多及總偏向角最小這三者的方向相同。並由以上數據的分析，成功設計出能呈現第三道彩虹的實驗。推廣研究：電腦模擬圖形中高階彩虹內部反射線所形成的包絡線。

在學習電磁學時，書上有學到磁場的計算，但卻沒有相關實驗，便想自行設計實驗來求得地磁，而在實驗過程中發現，測地磁時可以同時求得磁鐵塊的磁矩和磁極強度，並可進一步驗證兩磁極間的磁力是否符合庫倫定律。

本實驗在探討香草對蚊子的影響，用香草和一般較無氣味的雜草，來做實驗組和對照組，設計了兩大實驗。1.利用兩個箱子和一個連通管所製成的實驗箱，將植物水溶液噴灑於裝有20 隻母蚊子的箱中觀察由甲飛到乙、盤旋、垂直下降、及無反應等四種情況。得知艾草的驅蚊效果最佳，次之迷迭香、到手香，檸檬香茅最差，則其牠雜草效果不彰。2.手部實驗，將植物水溶液塗抹在手上，伸進裝有20 隻母蚊的實驗箱，停留一分鐘，觀察叮咬、停留在手上，等兩種情況。得知塗有香草的手蚊子比較少蚊子叮咬，效果為艾草最佳，次之迷迭香、到手香，最差檸檬香茅，而停留的數目，艾草最佳次之迷迭香、到手香，最差檸檬香茅，塗有雜草汁液的蚊子叮咬和停留的數目很多，幾乎沒效果。