高中組

(一) 在“物理馬戲團-Q&A”一書中，有一實驗「渦旋管」為何利用簡單的裝置即可產生溫差頗大的冷熱空氣？應該不會有小人躲在管子裡，很勤奮地將室溫下的空氣分離成冷、熱空氣吧？還是與所吹入的氣體壓力有關呢？\r (二) 在物理課本中有介紹“流體力學”及“熱力學”兩單元，更吸引了我們去探討其中的奧秘，但為何此設計並沒有繼續研發？是否有其它難以克服的障礙？還是和其它的變因有關呢？\r

鏡子是日常生活少不的東西。「以銅為鏡，可以正衣冠」唐太宗的名言流傳千年，鏡子的功能沒有收變，鏡子的製法卻一再更新”現代的鏡子當然不可能是用整塊青銅去磨成。那慶鏡子內層的金屬是什麼呢？如何附上去的呢？某年某月某一天，老師偶然提到鏡子內層的金屬是銀(Ag ) ，一時同學大譁，老師是不是講錯了？臘該是水銀(Hg ) 吧？後來在報上看到一則報導，一位當選傑出十大企業家的鏡廠董事長黃福來先生，年輕時，因製造鏡子，不幸引起爆炸，以致兩眼失明至今。報上也捉到是水銀，到底是水銀或銀？我們還是大惑不解。寒假期間前往鹿港福華鏡廠，向黃董事長加以詢問，有了些概念，但是細節一一例如濃度、用量、溫度、程序 · · · 一因屬商業機密，手邊的一切資料也都一筆帶過，所以只好親自動手去探討。

本報告主要討論一筆畫走法數，從含兩個奇數點的直線方塊圖到皆由偶數點構成的直線方塊圖，這些圖形又可分為直向與橫向，進而推出無限延伸的直線走法數公式，研究過程中發現偶直線圖形的一些性質，然後我們將方塊擴展成平面2×N，最後導出2×N 的通氏。在推導2×N. 3×3 圖形走法數時，觀察到路徑似乎可平移，且圖形平移後走法數不變。

在炎炎夏日總希望來點可以「降火氣」的食品，依據古籍記載某些中藥材具有降火氣的效應，而中醫所謂的降火氣與西醫的抗發炎反應密切相關。本實驗利用巨噬細胞株受到LPS(Lipopolysaccharide，革蘭氏陰性菌細胞壁表面所含有的脂多醣體)刺激後，會分泌發炎介質的現象，再分別加入各項傳統認為可降火氣(以菊花、薏仁、仙草作為樣品)或上火氣(選用龍眼作為樣品)的中藥食材，來評估中藥材對巨噬細胞分泌發炎介質能力的影響。經由實驗，我們發現市售的『降火氣』中藥食材，在適當的濃度下，確實具有降低IL-6、TNF-α分泌量的能力，但濃度過高時卻會造成細胞凋亡。另外，我們將樣品萃取方式分為「水萃」及「冷凍乾燥」兩個部分，發現傳統以水熬煮的方式比冷凍乾燥取得的樣品有更好的降低IL-6、TNF-α分泌量的能力。我們期望以此一系列的實驗，來建立篩選『降火氣』食材的抗發炎效用的研究模式，並在後續實驗中可用以篩選出更多具抗發炎效應的中藥材。

本實驗主要是在了解咖啡因對福壽螺的影響。我們將1.5± 0.5 g 的福壽螺浸泡於不同濃度的咖啡因溶液，連續6 天觀察其活動力及存活率，並利用數學線性回歸的方式計算出咖啡因對福壽螺48 小時的半致死濃度(LC50(48))為0.52％。接著以0.52％ 的咖啡因溶液測試1 . 3 ±0 . 5g、2 .5 ±0. 5g、3. 5 ±0 .5 g 的福壽螺4 8 小時的死亡率為90％、70％、52％，將1.3±0.5g 的福壽螺浸泡於0.5％ 的咖啡因溶液，以溫度為變因，實驗發現福壽螺的死亡率會隨著溫度升高。另外將1.3 ±0.5g 的福壽螺以重量配對並標記後， 接受0.01%及0.005%咖啡因溶液對食慾影響的試驗，得知咖啡因確實可降低其食慾。進一步將剛孵化的初生螺置於0.01%咖啡因溶液中，則可發現咖啡因具抑制初生螺成長速率的效果。最後我們以3 0 g 的市售咖啡粉加蒸餾水配製成6 0 0 m l 的咖啡溶液， 將福壽螺浸泡於其中4 8 小時後， 便能使福壽螺的死亡率達到5 0%以上， 其致死效果約與LC50(48)相當。根據以上的實驗結果，我們認為咖啡因對福壽螺之生理上及存活率上有明顯的影響，且若以市售咖啡飲料配製成足量濃度取代純化咖啡因，也有使福壽螺半數致死的效用，因此將咖啡因應用在福壽螺的防治上是具有發展的可能性的。

生物燃料電池是近十年來備受重視的新型能源，其中又以微生物燃料電池最為受到重視，其所具備的低污染、高穩定、低成本等諸多的特性，恰好符合現代社會的需求。微生物燃料電池產電的原理，是利用微生物的新陳代謝所產生的電子，將微生物體中的化學能轉變為可利用的電能。本研究以連續進流模式操作兩組微生物燃料電池，利用綠川廢水作為微生物來源；並以蒸餾水作為陰極槽內的基質，以沉水馬達曝氣後的溶氧作為氧化劑。探討兩極間距、養分種類、黑暗，對 500? 外電阻的微生物燃料電池的影響。

水污染是大家關心的議題，而光觸媒處理法是可同時處理水中重金屬離子及有機物的可行方法。根據文獻指出，光觸媒二氧化鈦接受紫外光的照射，產生電洞及電子；電洞在水中會產生活性氫氧自由基(OH‧)，電子則產生超氧離子（O2－），便能夠分解有機物。另外，電子也可以還原重金屬離子。可是二氧化鈦會因為密度大於1而沉於水中，無法分解浮於水面的污染物。所以我們找尋適當方法，就是玻璃球與金屬鈦基底，使整體物質密度低於水。玻璃球提供載體可以回收，不沉入水中也不會擋到陽光；而金屬鈦則可讓二氧化鈦奈米管堅固地鍵結於其上，並非只是以塗佈方式沾附在物體上。另外金屬鈦也可保護玻璃球不因運送過程中堆疊、碰撞而破裂。

(一)我們在基礎地科的課程中學到「生痕化石」為生物因生理活動留在沈積物之痕跡，例如行動時留下的爬痕、居住所鑽的洞穴或消化後之排泄物；生痕化石代表著生物之生活情況，可直接提供有利之線索，藉以研判生物之生活環境。(二)野外觀察中，我們經常可以看到砂棒（生痕化石之一種），在北濱公路自基隆至鼻頭角之問，生痕化石極為豐富，同時還有貝類化石、螃蟹化石（胡 1984 ）多種沈積構造及海蝕地形等景觀，這些生痕化石可提供何種線索？(三)本實驗為採討生痕化石與生物環境之關係，除了調在生痕化石形態，並在北部三種海濱沈積環境中觀察生物活動的痕跡，以討論現代生物痕跡與鼻頭角（中新世）之生痕化石。

我們就單純的數學方法研究向日葵原基排列的規則列出以下的研究目的:一、費氏數列與原基緊密排列之關係 二、螺旋結構的產生、方向與螺線數目的關係三、向日葵雙螺旋結構的特性兩原基相切的關係式 p2＝1－2×(cosmφ＋1)/(amφ＋1/amφ＋2)初始原基標示為A0，設Am 為後續第m個產生的原基，與A0 相切，切點為T， 則p2＝1－2×(cosmφ＋1)/(amφ＋1/amφ＋2)《以餘弦得證》費氏數列與原基相切之關係如下：(一)若生成螺線方程式為r＝aθ, 0＜a＜1，則必存在n嘁，使得Q(a)＝Pa(Fn)。(三)原基相切會讓向日葵形成螺旋結構，而且螺線的數目必為費氏數列的某一項Fn。若n 為奇數，則螺旋方向為逆時針；若n 為偶數，則為順時針。(四)原基緊密的排列形成雙螺旋結構，使向日葵花頭最密實。

在高中物理實驗中，尤其力學部分，使用電鈴計時器的機會很多，短時間的測量，物體運動的速度，加速度的求法，牛頓運動定律的驗證等...，皆須借助電鈴計時計。這些電鈴計時器，都是以紙帶經過電鈴計時器的擊錘，或毛筆尖繪出痕跡，以測定的。紙帶與擊錘或毛筆尖的摩擦力很大，影響實驗結果甚巨，因此我們想辦法把摩擦力消除，而提出了下列的改良方法。