高中組

當你在游泳的時候，你會感覺到有一種阻擋你前進的力量，這便是所謂的「阻力」。但是它究竟是如何產生的呢？其大小又是如何？這些問號一直存在我的腦中，直到上了高三，才對這方面有稍微的認識與瞭解，而斯鐸克定律（ F = 6πηrVt ）是我涉足此方面所遇到的第一個定律；可是斯鐸克並沒有做實驗，他的定律完全是由純理論推導出來的，因此我便設計了這個實驗，來驗證斯鐸克定律，並對定律中的黏滯係數(η )做了溫度、濃度，物質種類等因素方面之定量與定性的探討。

抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)是一株具有高度抗游離輻射的細菌，由資料收集中發現對D. radiodurans的研究多著墨在基因探索、酵素的鑑別或其生理研究，此外，對其抗輻射能力之研究也頗多，但在D. radiodurans抗氧化能力的研究就顯少許多。因此本研究嘗試將D. radiodurans抗紫外線與抗氧化力結合並以開發「生物性抗氧化與防紫外線能力之雙效美白產品」為目標來設計一連串的實驗。實驗結果顯示：不同的碳源能誘發抗輻射奇異球菌對抗不同強度的紫外線破壞，其中Glycerol與Galactose能使D. radiodurans抵抗60分鐘以上的紫外線(3.3mW/cm2)；在Fructose與Glucose的培養下能產生較佳的抗氧化能力，其能力相當於Trolox之65 mM和60 mM。防曬係數測定方面，去除化學成份並添加D. radiodurans，以Galactose的防曬係數較對照組增加了115%；其次為Fructose，比對照組的效能增加103%。

本實驗主要探討具異形葉性的植物－異葉水蓑衣(Hygrophila difformis)異形葉的變化和\r 不同環境因子測定之下的關係，我們利用光度、光質、二氧化碳、交換水陸環境、噴灑Ethephon\r 的不同環境因子來觀察異形葉的變化。我們以水陸生植株的各項特徵(葉形缺刻、葉綠素a/b\r 比值)當作標準值，發現高光度及在水中通入二氧化碳會使植株葉形趨向陸生葉，將水生植株\r 去淹水也得到相同的結果，而將陸生植株淹水在本實驗測定時間(28 天)中並未發現葉形有明顯\r 變化，對陸生葉噴灑Ethephon 使植株產生乙烯，並增加陸生葉氣孔的數量，但在異形葉的形\r 成上並無明顯影響。由本實驗各項結果看來異葉水蓑衣的異形葉的確會因為環境的改變，調整\r 葉形及生理特徵，使其在所處的環境之下能夠達到最好的適應。

長久以來植物生理學家探討高大樹木如何將水分運送到頂端，其中最主要的理論包括根壓，毛細作用，蒸散作用以及內聚力理論。1914 年H. H. Dixon 所提出的理論結合了蒸散作用與水的內聚力，其理論主張水在木質部內移動的驅動力是來自葉片蒸散所產生的張力和負壓。水如一層薄膜覆蓋在葉肉細胞的表面，當水分因蒸散作用而散逸至大氣中時，水膜即退到相鄰細胞的細胞壁間，這個現象造成顯微的曲線表面，因而產生葉肉細胞內的負壓，將木質部的水分向上拉升。 由於在高中物理中，我們學到有關表面張力計算的技巧，因此在閱讀有關植物生理學中上述的理論時，我們發現作者引用的為一「球狀曲面」的表面張力公式，並且書中對於水膜凹陷產生負壓處是在海綿組織細胞的表面。我們以為負壓產生的位置主要是在維管束鞘表面，且水面的凹陷形狀應為「圓柱曲面」，在本實驗中我們以高中物理表面張力計算的技巧重新導出適合圓柱曲面，水膜形狀下的負壓大小，設計一個模擬實驗印證公式的正確性後，我們以一個豆科植物的電子顯微照片為實例，估計此一水分輸送的合理高度，發現所能輸送的高度約為3.7 公尺高！

「老人居家防護系統」設有緊急求救外，並可擷取人體的脈搏、體溫兩項生理訊息，加以判別提供病理預警，達到遠端監控、緊急就醫、照顧獨居老人為主之目的。本系統具備四大功能：一、脈搏過快、過慢警示：當脈搏跳動每分鐘超過120次，或低於50次立即發出警示。二、體溫過高、過低警示：當體溫超過38℃，或低於35℃會發出警示。三、緊急呼救：當老人按下求救開關時，控制中心會顯示警訊。四、健康管理：電腦可以從控制中心讀取脈搏波形，提供病理分析，觀察老人之生理狀況，做到慢性疾病之預防及治療。上述四項訊息之取得，是藉由人體身上感測器電路所測得之訊息，經無線電傳輸到家中基地台，基地台將收到訊息，以數位分析自動研判，將警訊利用線路，傳輸至管理單位，供監控人員處理。本系統除了可照顧獨居老人外，更可運用於安養中心的老人健康防護。

本研究是以牛糞中的可溶性磷酸鹽吸附水中及土壤中的重金屬離子，減少Cu2+及Ni2+的溶出。成分分析發現發酵後的牛糞磷酸鹽的含量相當高，依理論可和重金屬離子產生沈澱。透過實驗，我們發現若將牛糞置於Cu2+、Ni2+水溶液，能有效穩定Cu2+、Ni2離子，在進一步模擬土壤淋融的實驗中，超過99%的金屬離子被固定於土壤，因而在應用上，可預防重金屬污染地下水源。而已穩定的重金屬離子牛糞可以取出，製作成活性碳觸媒，在應用上可將亞甲基藍溶液及染料工場實際的廢水脫色，證實可達到將重金屬回收再利用的目的。

當我們上物理課時，討論到伽利略的慣性定律，有 段「小球在斜面上運動時，無論斜面斜度如何，小 球均有上升到原來高度的趨勢」，經由實驗小球始 終無法達到原有高度，而且其高度又因斜面而不同 ，因此激發起我們研究此問題的興趣，究竟這個原 因是摩擦？或是其他因素？這樣消耗能量又多大？ 這個問題對日常生活又有什麼影響？為了尋求這些 有趣的答案，我們在老師指導下設計三個環形軌道 ，並推出一些公式來解抉。

本研究的目的在於了解：探討判讀颱風雙眼牆的方法、挑選雙眼牆颱風個案、雙眼牆颱風之特徵及雙眼牆颱風之可能形成因素，由研究得出下列結果：一、我們判斷的依據是只要兩層?回波區中夾有明顯無回波區或弱回波區即為雙眼牆颱風，依此挑出14個雙眼牆颱風個案。二、雙眼牆颱風皆為中強颱，其七級暴風半徑均達180公里以上。三、近中心最大風速在颱風雙眼牆結構出現前後短期內並無明顯變化，而時間的範圍拉長後，可以發現其結構的出現約在近中心風速最?的期間。四、雙眼牆颱風內外眼牆的角速度大略成正比，且比值都在五倍以上，而大部分的比值集中在約5~８倍。五、距地表在兩公里內的風速隨高度的變化率較高，兩公里以上風速隨高度的變化率較小。而雙眼牆結構出現時間長度和風速隨高度的變化率之極大值並無特別關係。

本實驗主要是藉由控制三個變因，以探討大自然中影響波痕產生的情況。藉由改變水波的頻率、水槽中的水深、沙子的粒徑大小，將其所產生的波痕的波峰、波谷的高度以及各個波峰離起始點的距離記錄下來，並且製作圖表，希望能從中發現各變因對波痕的影響，並希望能藉由該發現來推斷出一個可以分析波痕與沉積環境的關係。經由實驗，我們發現水波的頻率越高，波痕的波痕指數越小，且其高峰值離起始點的距離會越遠，而所形成的波痕振幅之臨界質不隨頻率改變。此外，我們也發現在較深的水中，形成完整的波痕的時間較久，而沙子粒徑分佈也會影響其產生的波痕。

生物有許多特殊的行為及傾向，被解釋為與重力相關，然而卻缺乏實際的證明，為了澄清此種疑問，到底是重力的影響呢？或是其他因素的影響所致，而不幸被歸入重力影響一環呢？所以用人工的加速坐標系來模擬地球重力互相比較以求問題的答案。