高中組

本校擁有設備精良的天體望遠鏡及天文臺，且嘉義地區晴天日數較多，非常適合做太陽黑子的觀測。自入學後，即參加天文社，在師長指導下，有計劃的從事太陽黑子觀測活動。部份作者即將高中畢業，謹將一年多的觀測結果發表，希望學者專家指教。

前學期作化學反應速率實驗附錄(l4)(a)時發現下列諸缺點：1.若使用原方法裝置做實驗，裝配一次，僅能做一次，但如欲得較正確之數據，必須經多次實驗，因而浪費時間及藥品。2.用口吹氣以使水充滿導管，不合衛生及安全要求。 3.裝 NaC10及 CO (NO3)2，的錐形瓶必須搖動，以便增加催化劑之接觸面積，手續煩雜。 4.對溫度控制上也比較困難。

自古好奇心的驅使便是促進研究的原動力，上過第三章氣體動力論後，我們對此為不可觀，藐不易測的氣體分子物系深感興趣。在科學研究的過程中，對適當模型的探究往往可得更深切的了解及發現，且更亦對此物系做更進一步的研究和討論，於是我們幾位同學與老師共同設計此乒乓球模型，作有關氣體通孔擴散速率與分子個數、質量、通孔面積及溫度之關係的探討。

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。

火車錯車時，常聽到來車的汽笛聲音靠近而顯得較高，相遇時即急速下降，遠離時頻率已變低。根據教科書解釋，當聲源靠近時，都卜勒效應的視頻 f 為 f = f0 (V+v) / (V-v) 其中 V :聲速，v:聽者速度，u:波源速度，f0:實際聲頻，因此視頻變高;當聲源遠離時，視頻f為 f = f0(V-v) /(V+u) 因此視頻變低。上述解釋說明:靠近時視頻為一定值的較高頻，遠離時為一定值的較低頻。然而實情卻是:相遇時聲音由高降低做連續的變化。何以會有這樣的差異? 由此推測:除了波源速度、觀測者速度會影響都卜勒效應的視頻外，一定尚有變因會對其產生影響！這些變因為何?

我們藉由許多的參考資料得知烏來紅河谷地區有較明顯的斷層，於是我們前往做地質考察。經過深入的調查及研究後，發現當地地層有明顯的節理和斷層，於是我們決定研究這兩種較清楚的裂痕。為補充其完整性，我們加入了關於層理、節理等模擬實驗與觀察，並到當地進行了多次考察，測量當地地層的走向、傾向、傾角。我們歸納大量的測量數據得出當地的地層位態、節理的方向，再運用實驗結果加以討論、證明，最後總結出結論。這就是我們的作品：『大地的傷痕』—烏來紅河谷地區的地層研究。下面是我們這個研究的大綱：

國中有學過二次函數y=ax2+bx+c的圖形為拋物線，可以知道拋物線頂點是一個重要的圖型特徵，但沒有討論當a,b,c值變動時，對頂點會造成什麼影響。在本研究中，我發現當a,b,c值變動或者當a,b,c其中二個數值具有二次或一次的函數關係時，拋物線的頂點軌跡圖形會是圓錐曲線。特別是當a=Pb2+Qb+R時，拋物線的頂點軌跡會出現直線、拋物線、雙曲線及橢圓等情形。接著利用頂點座標求出各種情形的一般式並得到頂點移動軌跡圖形與其一般式的充要條件，進一步針對a=Pb2+Qb+R的特殊情況進行深入的探討，利用圓錐曲線類型的判別式找出P,Q,R的值與圖形的對應結果（如下圖）。

分析金門氣象站2004~2011年的日平均資料，發現二至五月起霧當天的溫度、露點、相對濕度大致比該月的平均值高，風速則是比平均值低，風向為南至西南風、異於氣候平均值的東北至東風。再分析起霧前後五天的變化：氣溫、露點、相對濕度在起霧當天最高，風速則在起霧前一天最低，風向在起霧前以東北至東風為主，起霧前一天及當天則變為南至西南風。由於起霧日時霧的不穩定性難以對天然的霧做實驗，因此藉由造霧器可以人工造霧、類比霧水的情況，我們嘗試改變溶液，進而觀察在相同環境下，霧水可以上升的高度與散去的速率，發現較有揮發性的液體在相同造霧器下可以上升的高度較高，有雜質的溶液霧氣散去的速率會較為緩慢，溼度較高散去速率亦較慢。

每當在野外進行觀察時，總會看到許多體型微小、體色黝黑，行動敏捷的針蟻\r （Ponerinae），即華夏粗針蟻（Pachycondyla chinensisEmery, 1895）。經由行為譜（ethogram）\r 的分析得知，華夏粗針蟻之有后聚落（queenright）職蟻間分工嚴謹，且具有成體搬運行\r 為（adult transport），於其覓食過程中，產生一特殊階級─運兵者（porter），專司進行成\r 體搬運，行為高度專一化並發展出特殊之儀式化行為（ritualized behavior）。於食物短缺\r 的情況下，運兵者（porter）佔外勤職蟻比例明顯提高，且被搬運者（portee）成為運兵\r 者（porter）的比例亦明顯提升。將運兵者（porter）於覓食過程中移除，覓食之職蟻數\r 量亦大幅降低。食物與蟻巢距離超過25公分，運兵者（porter）產生之機率亦隨之下降。\r 經過公式的推導，證實其成體搬運行為（adult transport）可縮短覓食中行走之距離，減\r 少總能量的散失與消耗，以利其達成最佳化覓食。