高中組

科學時代所講求的是效率；為達此等目標，吾等謹致力於尋求規律，就其各種界面活性劑對於溫度、濃度、表面張力等因素，與去汙效力相互比較，以尋求最有利用價值的經濟點。

日常生活動中簡諧運動的例子很多，例如：浮在水面上的木塊往下壓一段距離後放手，木塊即受重力與浮力的作用作簡諧運動；節拍器的左右振盪也可算是簡諧運動的一種，而實驗室中最常見的就是懸在彈簧下物體的簡諧，物體振盪時，受彈簧的回副力即重力而作上下得振盪，但此時不僅是物體，彈簧本身也在作振盪。所以，計算簡諧運動質量的時候，須考慮彈簧參與的部分質量。本實驗所探討的即為彈簧參與簡諧的有效質量與彈黃員質量的關係。

本實驗以大葉桃花心木種子為材料，探討種子在飛行時，其結構與三種作用的關係：重力、旋轉力矩、柏努利原理。實驗中首先測量種子各部位的結構與飛行模式的關係，再以模型進行實際拋射與風洞的測試。結果我們發現大葉桃花心木種子的7個結構會影響它的旋轉飛行：1.種子的重量：提供重力造成轉動及產生升力。2.展重心位置：需偏向翅的一邊，使施力矩大於抗力矩而穩定旋轉。3.弦重心位置：需偏向翅寬度方向的一邊，提供較大的切風角度，增加旋轉推力。4.種子與肋痕重量比：以0.3~3.0的重量比例飛行高度與轉動速度最佳。5.展弦比值：種子翼面的展弦比在4至7可獲得較大升力。6.上反角：會改變翅的上、下面的實際受風面積，且上反角的翼面下凹，依白努利原理會形成水平下壓的力量。會使鉛直下墜的種子恢復水平，藉以修正種子的飛行姿態。7. 截角面積：適當剪除重心以外之翼面面積可以使載具更容易旋轉，但是截角長度不要超過全長的一半，否則會降低受風面積，進而使載具很快墜地。8.載具飛播高度：若以6公尺之水土保持間距來推算，10倍載重之載具飛播高度限制約在30公尺；4倍載重則限制約在100公尺。以飛播高度在100公尺時之飄移距離：10倍載重之飄移距離約70公尺；4倍載重則約40公尺。故4倍載重之單翼種子載具的使用，是可靠且簡便的飛播造林方式。

本 研 究 是 針 對 銅 ( Ⅱ ) 氨錯離子的數種結合狀況及配位數作探討。在實驗過程中， 我們先採用紫外線及可見光吸收光譜儀(UV)對銅 ( Ⅱ ) 氨錯離子溶液作2 0 0 ~ 3 0 0 n m 範圍的掃描， 發現隨著銅( Ⅱ ) 溶液所加入的氨水量減少， 掃描圖譜所呈現的吸收峰數目也減少， 首度了解銅( Ⅱ ) 氨錯離子的結合狀況應該有四種而由銅( Ⅱ ) 與氨的反應: Cu2+ + ( X + 2 ) N H3 + 2 H2O → [Cu(NH3 )x]2+ + 2 N H4++ 2 O H - 可知將一定量的銅( Ⅱ ) 溶液與一定量的氨水反應， 若能求得剩餘氨水量則反應式中的X 值可求得， 因此本研究中我們設計了數種不同莫耳數的銅( Ⅱ ) 溶液與氨水混合， 然後以pH 計測混合液的pH 值而推測出混合液的[OH - ]， 進一步求得剩餘氨水量， 結果證實X 值有1 ， 2 ， 3 ， 4 數種。硝酸銅溶液為強電解質， 形成 [Cu(NH3 )x]2+ 為弱電解質， 因此在每一階段形成一個物種時， 電導度勢必會下降， 因此我們將銅( Ⅱ ) 溶液以一定濃度之氨水滴定， 再以電導計測溶液的電導度， 由滴定曲線觀察到有四個轉折點。 再次證明X 值應有1 ， 2 ， 3 ， 4 數種。綜合上述實驗結果， 我們證明銅( Ⅱ ) 氨錯離子應有四種， 亦即 [Cu(H2O)3(NH3 ) ] 2 + 、 [ C u(H2O)2(NH3 )2 ] 2 + 、 [ C u (H2O) (NH3)3] 2 + 、 [Cu(NH3)4 ]2 +。最後在研究中我們也對鎳( Ⅱ ) 氨錯離子及鋅( Ⅱ ) 氨錯離子作了簡單的探討。

膠體溶液和真溶液的差別，除了粒徑大小不同之外(膠體:：1—1000nm，真溶液： \r 這次研究的實驗總共分五大部分，用實驗的結果來逐一檢視一價和二價離子以及不帶電的粒子，皆普遍出現廷得耳效應的現象。第一部份總共又分兩大系列:一是對許多種化合物以高速離心的方法去雜質之後來觀察廷得耳效應，二是利用揮發原理，將極純淨且易溶於水的氣體，溶於純水，得到帶電離子水溶液，以觀察廷得耳效應。第三部分是利用光度計測出不同價數的水溶液，它們廷得耳效應的強弱比較。從此一實驗除了可推知越高價數的廷得耳效應越顯著外，也可從此實驗確定一、二價化合物都是膠體溶液。第四部分是做吸收光度的實驗，用分光光度計來測出某些化合物在室溫下和接近攝氏100。C\r 的吸光度差別，來證明水團膠體之存在。第三部分是運用同濃度的兩物質(KClO4 和CaSO4;NaClO4 和MgSO4)，溶於水解離後，產生質量相似但電荷不同的粒子(K+︰39、Ca2+︰40、ClO4-︰99.5、 SO42-︰96 ; Na+： 23、Mg2+：24、ClO4-︰99.5、 SO42-︰96)，在同溫度、同濃度、同電壓下測出電流大小，由電流大小可以先證實二價離子的泳速較慢，推估二價離子外包有比一價離子大的水團，因此比較出一價水團膠體和二價水團膠體的大小，再配合【阻力按斯托克斯(Stokes)定律】，推算出一價、二價水團膠體之面積比。第四部份是做LiCl、NaCl、KCl\r ; KCl、KF、KI 兩系列水溶液導電能力的研究，結果發現導電能力大小竟與分子量無關，表示離子上所附著的水分子數一定非常可觀，而非個位數，間接證明水團膠體的存在。由此一系列的實驗可以證明，幾乎所有的離子和極性物質水溶液都是膠體。 \r 註 1：\r \r 註 2：物理學家算?膠體的大小1—1000nm 是可被可見光明顯散射，而且在小於47nm 的顆 粒下散射能力跟波長四次方成反比，也就是說紫光和藍光的散射能力”極”優於紅光

本研究是探討一套遊戲，即找人在心裡默想一個數字之後，請對方將有出現心中數字的卡片抽出來，而且我們可以猜出對方所想的數字是什麼。首先我們發現了在可以在抽出的卡片上，如何找到對方心中的數字的訣竅。然後再想出這些數字，是如何呈現在該出現的卡片上？最後由歸納法我們解答出如何將出現心中數字的卡抽出，並發現將這些抽出的數字卡的左上角最小數字加起來，就是對方心中的數字。再利用高中的數學知識，創造製作其他的數字卡片，這就可以製作出更多套的數學益智卡片來使用。

目前市面上保養品多傾向以天然萃取物為原料或添加劑，本實驗針對宜蘭三星蔥、三星蒜進行研究分析。依據實驗結果可知本實驗各種蔥蒜萃取液，屬於弱酸性，適合應用於保養品上。另外，三星蔥蒜有不錯的抗氧化能力且含酚類化合物，所以三星蔥蒜可以作為保養品天然的抗氧化劑。三星蔥蔥綠對抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌有良好的效果，適合當作保養品的抑菌成分，可減少防腐劑在保養品的使用量。三星蒜蒜白有優異的保濕成效，三星蔥白、蔥綠有良好的抗紫外線效果，三星蔥蒜可做為防曬劑並兼具保濕功能。我們配製了三星蔥蒜的保濕化粧水及防曬劑，皆有不錯的保濕及防曬效果，未來可以進一步進行實際使用評估，為宜蘭農產品創造更好的經濟效益。

日本Fujiwhara（1921，1923）通過實驗和觀測，發現兩個距離很近的氣旋性渦旋會受到對方的影響，互相沿著兩者中心所形成的軸線心，呈逆時針方向互相旋轉移動，而兩個渦旋會有彼此接近及合併的趨勢，因此命名為藤原效應。藤原效應時常應用在解釋大氣中的雙颱風現象以及預測其走向，在2010西太平洋海域在相近時間產生了三個颱風：南修、萊羅克以及康柏斯，三颱詭異的路徑及消長使氣象局在預測上出現了很多誤差。而本文應用氣壓圖、路徑圖推測藤原效應影響的時間，並運用其數據去分析藤原效應在三颱間的影響、互動。

在一次研討會中，劉江楓教授介紹了數種在加拿大訓練資優生的數學玩具，其中一種玩具引起了我們研究的興趣，它是從魔術方塊及中國的七巧板演變而來，是由十二塊菱形(如圖一)所組成，去排成數種不同的圖形。但排的原則是"相鄰必須同色"，我們即以其中一種圖形(如圖二)，展開一連串的探索過程。

一、 稻草灰溶液呈鹼性。二、 稻草灰中只有溶於水的部分能幫助燃燒，不溶於水的殘渣不能幫助燃燒。三、 稻草灰中的主要成分為鈉、鉀的碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽。四、 稻草灰中鉀含量約8.6％，氯化磷含量約佔1.1％。五、 植物生長中如缺乏某些元素，則會造成營養不良。六、 稻草灰成分中含磷、鉀、氮碳酸鹽、氯化物、磷酸鹽，可說是很好的植物肥料，如果再配合土壤則更能發揮其功能。七、 稻草灰具有抑制真菌生長的功能。八、 稻草灰對向日葵的生長速率較尿素、硫酸銨穩定，隨著時間增加，其增減幅度變化不大。九、 用稻草灰為養份培育綠豆芽株，其維生素C 的含量比用清水培育者幾乎高出兩倍。十、 用稻草灰代替碳當還原劑，可使煉鋼廠成本大幅下降，保持在世界的競爭力。十一、 稻草灰乾餾所得焦炭，可當吸附劑。