高中組

牡蠣殼與稻殼是台灣常見的農漁業廢棄物。台灣四面環海，養殖漁業興盛，而牡蠣是西部沿海主要的養殖漁業產物。牡蠣殼是難以處理的廢棄物，容易孳生蚊蠅且散發惡臭。經調查，台灣每年產生的空殼重達16萬公噸。稻殼俗稱粗糠，是加工生產之副產品，台灣每年之稻殼廢棄物約有60萬公噸，過去碾米場和農會常以露天燃燒或傾倒於河川等方式處理稻殼，造成環境汙染。 本研究以牡犡殼粉與稻殼灰為原料，透過計算及實驗，將其與釉藥融合，進行資源再利用。實驗中，利用原料分析及三角試驗法，成功研究出牡犡殼粉佔釉藥之比例最高可達28.6%，而稻殼灰取代釉藥原料中的硅石使用，比例最高可達14.4%。牡犡殼粉與稻殼灰合用可取代釉藥可達43%。

“藍瓶反應”是一個常見的趣味實驗，以亞甲藍的藍色←→無色瞬間的變化令人稱奇。經過實驗，我們從許多不同的染色劑中，發現除亞甲藍之外，亦有能夠進行藍瓶反應的──“DCPIP”。於是我們進一步探討“DCPIP”的結構，並探討其可能的反應過程，及在不同條件下之反應速率。於是我們就發現了不僅葡萄糖、果糖、半乳糖可出現藍瓶現象，只要可以繼續氧化的官能基（例如羥基或醛），在其官能基附近有拉電子基的存在，亦產生效果絕佳的藍瓶反應。亦以葡萄糖本身為探討的主題，到底是哪一個官能基最有可能先開始反應？也探討DCPIP、氧氣、葡萄糖及氫氧化鈉四者之間可能發生的機制。我們也發現了藍瓶反應的現象要發生，四者的條件缺一不可。另我們亦以氧化電位及還原電位去探討其中可以變色的原因。於是就慢慢揭開藍瓶反應神秘的面紗。

各種清潔劑的主要成分是界面活性劑，界面活性劑是一個分子同時含有親油基（長鏈碳氫脂肪基），和親水基（鉀、鈉、銨、乙醇胺等）的化學物質之總稱。可分為四大類，即陽離子、陰離子、兩性離子和非離子型。界面活性劑以一定濃度的流體成束狀流下時，會在底部形成小隆起，隨後出現如水花般的彈跳，此現象稱為「凱氏效應」。實驗發現，界面活性劑在滴下的瞬間若無液體在下方堆疊，則無法觀察到此液滴彈跳現象。此外我們想更進一步研究溫度對不同界面活性劑的影響，找出臨界溫度，此時分子間黏合力接近零，表面張力會變小，藉由對界面活性劑的了解可以找出界面化學中，分子間作用力的關係。

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。

本研究根據前人對關西隕石坑的研究，初步以尋找隕石坑的確切位置出發。透過實地調查並比較地層結構、研究岩石的成分及製作薄片標本，探討關西隕石坑的諸項性質。從一連串的研究結果發現，當初疑似Suevite的岩石事實上與四寮石十分相近，因此無法當作關西的隕石坑存在的證明，必須尋找其他相關證據以便確認。然而，這些類似Suevite的岩石，或稱四寮石，僅出現在四寮一事，仍顯是關西地質的獨特性。本研究對此類岩石的成分進行初步的研究與探討，並推論出其可能的成因，讓我們對四寮石為何會出現在此地有更深入的了解。

民國九十六年及九十七年颱風期間在高、屏地區產生多處土石流，成為重大地方新聞，引起我們探討土石流的興趣。本研究探討各地區土石流堆積物中砂土與礫石的重量比例(土石比)，及不同土石比的土石開始流動的坡度(起動坡度)與含水量的關係。分析出樣品土石比後，再依土石比範圍選定三種比例做起動坡度與含水量的關係實驗。研究結果發現，土石比與該地區岩石性質及產生大量疏鬆土石的山崩情形有關。土石起動坡度與含水量的關係密切；各種土石比的土石起動坡度皆隨含水量的增加而遞減。但礫石含量較高的土石，在較低含水量時即可開始流動，而且起動坡度隨含水量遞減的程度較低，因此關係曲線的傾斜程度較低。

在“高中數學──自然數系”書中，第六章自然數的除法運算裏，有一組問題如下：在圓周上取出 24 個等分點，分別記為 0 , 1 , 2 ， …… ， 23 (A)將0連到 6 ，將 1 連到 7 ，……，17 連到 23 ，這些直線段（圓上的弦），可以找到一個圓以這些直線段為切線（此圓為此直線族的包絡線）(B)將 1 連到 2 ， 2 連到 4 ，……， 11 連到 22 ， 12 連到 0 , 13 連到 2 ， ……， 23 連到 22 ，則這些弦的包絡線為一心臟線，這組問題引起我對包絡線的注意。 80 年暑假參加數學研習營，楊維哲教授談到“心臟線”是數個曲線族的包絡線，心臟線也是圓族的包絡線；因此更引發我對包絡線的興趣，想作更進一步的探討和研究。

大花咸豐草屬先驅性的優勢植物，在短時間內，以外來種的身分不斷增加數量，至現在處處可見。我們推論利用瘦果的易鉤附性及高萌發率應該是使其能快速散播且繁殖的主因。在鉤附機制方面：藉由其本身微妙的物理結構鉤附最主要的傳播動物--人，利用宿存萼（未脫落的管狀花花萼）上的倒刺鉤附衣料的纖維。並藉著本身的物理結構抵抗傳播媒介行走、動作時所形成的力，而這個力與瘦果的體積及重量的關係，相當於一個 60 公斤的人支撐起約 880 公斤的重物。這種鉤附能力，使它能跟隨傳播媒介做長距離的傳播，增大分布面積，而且減少對母株棲地的競爭，並達到增大族群的目的。在萌發能力方面：約 90%的高萌發力和驚人的種子數量造成繁殖優勢。種子落地後，約在三天之內即快速萌發，使他們在生長時間、速率上皆佔有競爭優勢，而使現在形成一大片大花咸豐草的景觀。此外，在實驗過程中，亦發現大花咸豐草對環境適應能力十分的高，無論在鹽度（＜0.5%）或嚴苛的酸鹼（pH2~12）環境中，其忍受力皆十分驚人，這可能也是它能成為優勢植物的重要條件。綜合鉤附機制和萌發能力，我們得知在傳播機制上，大花咸豐草種子除了擁有相當高的繁殖能力，更能在逆境中有良好的適應能力，而且在散佈方面，不論空間和時間上也佔有相當的優勢，更使其成為一種能快速散佈並建立族群的優勢植物。簡介：名稱 大花咸豐草 學名 Bidens pilosa L.分類地位 菊科 鬼針草屬 俗稱 白花婆婆針、白花鬼針草莖 莖四方形，綠色或略帶淡紫色葉 葉對生，羽狀三至五全裂，側裂片卵形，頂裂片卵形或三角形，粗鉅齒緣花四季皆開花，頭狀花序腋出或頂生，徑約一公分；外圍有白色舌狀花五至七片；中央為管狀花，約五十朵，黃色果實 瘦果黑褐色，長約一公分，先端的宿存萼具有倒刺，藉以附著人畜而散播。外來種優勢植物，但現在全台低海拔地區的荒廢地無處沒有它的蹤影，並已逐漸向中海拔山區擴張 。

計算二階階差數列級數和的問題，是數學愛好者在接觸數列時常會遇到的入門類型。本研究者在偶然的機會看到這樣的題目後，乃有興趣再更深入認識階差數列，因而開展本研究的目的，即在於探討各階階差數列特性及發展計算各階階差數列級數和的通用方法。經由對階差數列的觀察，本研究運用創新的圖形來思考階差數列的特性，發現〈三角形排列思考法〉是推導計算階差數列級數和的便利工具，進而從〈三角形排列思考法〉歸納出階差數列級數和計算式的數理性質與原理，並且已發展出計算任意階階差數列級數和的通式。

高一基礎化學介紹不同烘培方法與發酵程度會影響茶中咖啡因的含量，本實驗研究結果有： 1. 不同溫度及低溫下紅茶、綠茶咖啡因含量的不同。 2. 乙酸乙酯與二氯甲烷對萃取咖啡因含量有所影響，極性高的乙酸乙酯對咖啡因而言不是最好的萃取溶劑。 3. 咖啡因是神經興奮劑，由水蚤心博實驗證明咖啡因會影響生物。