高中組

斑上同學利用假日到郊外，鹿嗚橋一帶野餐，以舒功課之壓力。在接近目的地的路途中，大家的視線被公路右側的溪流吸引過去，這溪的兩側距離很寬，河床平坦，視野開闊，一時大家看的很神往，心胸甚為暢快。在觀賞中發現溪流的對面有一道長長的、高高的土堤，非常的整齊，很明顯的呈現在那裹，後一座城牆似的頗為狀觀。不久，大家到達目的地，走到溪底，野餐後走近看它的盧山真面目，原來這河堤似被溪水沖刷而成，其外表有整齊的大小卵石層、碎石層、泥沙層等，層次相當分明，真是奇觀，使我們對它發生了莫大的興趣。回校後向老師說明此種景象，並請教有關的知識，經過老師與我們的交談後，我們才知道以前所看到的是鹿野河階，是台滬最大河階之一，而鹿野河階本為台束縱谷地區山麓沖積扇地形，後由鹿野溪流仲積而成，亦稱段丘。在這地區由南向北觀望可看到高低不同的河階層面約有三層之多，又在鹿野溪上游實地觀察，發現亦有此種河階地形，根據當地的聚落及土地利用方式，經過多次綜合討論的結果，把這些河階分成鹿鳴河階、龍田河階、延平高、低位河階及紅葉河階，並請老師指導對此區河階作一研究探討。

改變過錳酸鉀、硫酸、草酸、溫度、催化劑等變因之濃度，求得反應速率定律式，降低實驗的危險性及減少實驗花費的時間。我們發現草酸的反應級數為負值，氫離子之反應級數遠大於其他變因，測得此反應的活化能以及找出此實驗最佳的進行條件。

在這充滿創新的時代，智慧型機械的發展顯的非常樂觀，也發展得非常快速。用電子結合機械可說是最佳搭檔，可以預料以後智慧型機械會越來越聰明，到那時家裡也不用請傭人，買個機器人就行了，工廠裡再也看不到搬運工及插零件的女工，都將被高效率的機器人帶替。 我們也熱愛於這方面的研究，經過多次製作，發展了第二部機械人，第一部無機械手臂，第二部增加了一支兩個自由度及自動尋找目標物的手臂，使得它更具有智慧。 在製作機械人上，最困難的就是感知器的製造，而我們依據最簡單的物理現象製造出交通號誌識別感知器，障礙物感知器等。當然這些感知器如何和它的頭腦——電腦連結也是一門學問，需要不斷地實驗改造，改造實驗，現在製造出來的智慧型機械人，雖然還沒有發揮到最理想，但是它是我們花費相當多的時間所造成出來的結晶。相信以後我們會再造出更理想的機械人。

那一種昆蟲是惡作劇的最佳材料呢？無疑地就是蟑螂──存活達三億年之久的活化石──；億萬載來，環境的變遷不可不謂之巨大，而這些指頭般大的生物，竟能在物競天擇下生存，引發我們許多的遐想；就在好奇心的驅使下，展開了一連串別開生面的實驗研究。

在看不見的磁場分佈中灑下鐵粉，可以透過鐵粉的重新排列清楚地看出磁力線的軌跡，而鐵粉由亂而序的過程背後，有個看不見的力量，主導著每個鐵粉顆粒速速向前。本研究利用觀察鐵粉（分別為細粉末與粗顆粒兩種）在磁場中的排列與運動行為，探討兩個重要的物理現象：I. 磁場在通過不同介質時所遵循的折射(refraction)現象；II. 磁場分佈對鐵粉顆粒產生的磁力(magnetic force)現象。本研究以電磁鐵通電產生靜磁場。由於電磁鐵的磁導係數遠大於自由空間（空氣）之磁導係數，磁力線由電磁鐵進入空氣時，其出射角幾與邊界面垂直，形成一單純之邊界條件，因此磁通密度在自由空間中的解析值可直接利用馬克斯威爾方程式求得。我們亦導出空氣中的磁通分佈對微小的鐵粉顆粒所產生的磁力公式，發現鐵粉顆粒受靜磁力的大小與該顆粒的體積、磁通密度與磁通密度之梯度成正比，而方向與磁通密度之梯度一致。

當冷氣團從大陸移動到海面時，常會形成一些特殊的雲，常見的有雲街與胞狀雲。胞狀雲因其成雲機制與分布差異又可分為開放與封閉的形式。本實驗藉味噌湯不同加熱條件下所產生的圖形模擬大氣中胞狀雲的對流，並探討不同溫度與厚度下，味噌湯的加熱對流圖形差異與大小變化。 實驗發現味噌湯在低溫加熱時，其形成的圖形較類似開放胞，我們認為是溫度較低時，流體下沉的力量較向上對流的力量強，與形成開放胞的條件相同；高溫時，其圖形較類似封閉胞，我們認為是溫度較高時，流體向下對流的力量較向上的力量弱，符合形成封閉胞的條件。且流體厚度增厚時，所形成的對流胞大小也會增大。另外，流體在旋轉狀況下所形成的對流圖形更接近大氣胞狀雲的圖形。

在上基礎理化第 11 章 〝 電流與電流磁效應 〞 時，老師說起在加工區內生產電視機的工廠，在出貨前，需將每一台電視置於模擬外銷銷售地，當地的地磁環境中，在做調整後，方才能夠包裝出貨。原因是自映像管射出來的電子，受到磁場的影響，若未經上述的調整，則電視機的畫面可能顏色不佳，畫面不完整的缺點以致於影響品牌的口碑。這令我們不禁想到實驗課中，所使用到的圈轉式安培計、伏特計 … 等，是否亦受到外在環境中磁場的影響而不準確，如何減少此種影響，提高電儀表測量的精確度，於是我們開始搜集資料、進行實驗研究。

本研究透過電刺激使渦蟲改變其負趨光性，並透過量測渦蟲行為之改變觀察其學習與記憶。實驗發現，渦蟲之學習量有其上限，但可透過再刺激學習突破此上限。渦蟲在停止刺激後3小時內，其記憶量會迅速下降，最後將會保持一定值，形成記憶。本研究亦發現透過攝食已學習之渦蟲，可改變攝食者之學習行為，但此行為改變無法形成記憶，僅為暫時之行為改變。 透過上述實驗的結果，推測存在有一化學物質影響渦蟲之記憶行為，而此化學物質受到兩種產生機制之影響。其中機制A是透過電擊刺激啟動，啟動後就不會關閉；另一機制C則是受到電擊刺激啟動，但刺激結束後就會關閉。透過此兩機制的互動，形成渦蟲的學習和記憶模式。

在我們的這主題中，以單擺為主要研究對象，及探討其中在於我們所學之外，所無法經由更精確的運算，求出其運動方程式之解析解。但如何利用數值方法寫成計算程式，並藉以整理運用繪圖軟體，描繪其運動的模式之物理意義，便是我們此主題的重點所在，並且我們更深入於實際物理情況中，消耗力或摩擦力終將阻滯運動以迄振動不在發生。就我們而言一開始利用RK4 寫成Visual Basic 6.0 計算程式來解其運動方程得到等時距之角度及角速度，再藉由統整後使用Matlab 5.3 繪出我們想要的圖形－角度與時間，角速度與時間以及角速度與角度之相圖。所得的圖形中，也分為有或無阻尼，每項中又有不同的討論，如：在已知的任何一個初始狀態下，其擺動的情況當然也有互相之對照比較，最終得出精采且史無前例的成果：且將單擺作了完整且一般性的分析。