高中組

(一)在飽和食鹽水溶液，及飽和蔗糖水溶液中，分別加入不同介電常數的溶劑(其介電常數小於水且能與水互溶)，探討析出食鹽晶體及蔗糖晶體質量與溶劑體積的關係。\r (二)從飽和食鹽水溶液中加入不同介電常數的分離溶劑，探討析出食鹽晶體質量與分離溶劑介電常數之關係。\r (三)以水與各種介電常數之分離溶劑配製成不同質量之混合溶液，探討對食鹽及蔗糖溶解度之影響，並進而建立其三成分系圖。\r (四)由三成份系圖，尋求分離食鹽與蔗糖混合物之最佳分離區。\r (五)利用沉澱定法驗證最佳分離區之分離效果，以資高中化學實驗之改進參考。

在高中數學第四冊，講到圓錐曲線時，老師曾介紹用紙摺法摺出拋物線、橢圓及雙曲線之近似圖形，深感其妙趣之餘，卻不知所得之摺痕所為成的圖形為何會近似圓錐曲線？經老師指導之其嚴密證明須用到微分幾何之定理，並拿數學傳播季刊(65年5月創刊號)中關於紙摺法的某校科展作品讓我參考，但我不滿意其結果，經過多方嘗試後，我想利用高中學生所學的數學知識對此問題再加以討論。

「外觀數列(The Look and Say sequence)」為依照外觀產生下一列的數列，第一列為「1」，第二列則描述第一列「1 個1」而為「11」，第三列「21」，第四列「1211」，依此類推。本研究針對外觀數列的各項數學性質作研究探討，並由此推導出外觀數列的一般式，即給定第n列就可知道該列的內容。

原油價格上漲，欲尋求替代能源，而生質柴油是目前一種最具潛力的能源，具有循環、再生的特性，所以研究生質柴油引起我們的興趣。實驗室以醇類與油脂酯化生成生質柴油，以加熱方式，在適當的觸媒下，運用化學形式將其轉換成生質能。為使反應完全，會添加過量低碳數醇類。使用的觸媒為強鹼，其缺點－過量催化鹼會使其轉為皂化反應；運用 TLC 片，觀察反應是否完全。也利用微波的特性－加速反應，進而生產快速及高產率的生質柴油。也用超音波製造生質柴油，並比較傳統加熱、微波超音波生產的生質柴油。為了解生質燃料及一般石化燃料的環境污染性，用空氣幫浦收集其廢氣中的二氧化氮，評估其污染性。實驗後發現，有催化鹼的甲醇溶液能生產較多生質柴油；氫氧化鉀甲醇溶液 1.4﹪ 且油與醇莫耳數比 1：9 較佳；氫氧化鈉甲醇溶液 0.8﹪ 且油與醇莫耳數比 1：5 較佳。而一般加熱以 60℃加熱 60 分鐘較適當；也運用 SD-22 柴油引擎測試出生產的生質柴油可運用於現今的柴油引擎上。所製造的生質柴油與一般柴油任何比例互溶，皆能使引擎發動。而微波能使反應時間縮短至四分鐘；而經分光光度計檢驗，顯示使用生質柴油能有效降低污染。

自從高三接觸到地球科學後，深覺鄉上環境與居民生活息息相關，休戚與共的，所以環境品質之優劣，為值得重視的課題。近年來，高雄市快速成長，雖成為全省首屈一指的工業都市，卻使市場居住的生活環境受到文明副產物之嚴重污染，其中以水污染產生的害處，對市民生活構成很大威脅。根據最近之報章雜誌報導中，顯示高雄地區河川，以後勁溪水質污染負荷量最為嚴重，身為高雄市民的一分子，對自己生長的鄉土，應付予積極關懷，囚此我們乃利用寒假課餘時間，對後勁溪水質污染情形，作實地調查研究，期能喚起大眾正視水污染問題，共同維護純潔水質，為創造更潔淨，美好的明天而努力！

本實驗提供一個使傳統藍染工藝復活的契機，希望從減少時間成本、珍惜染料資源、減少操作複雜度、根絕水污染及減少臭味等方面提供改善方案。從結果可看出得知鉑黑分子篩可無窮重複使用，在反應過程中無其他副產物出現，並且可在常溫中進行，相對於化學還原法尚會生成硼酸鹽類，雖然硼酸鹽污染性低，但硼氫化鈉反應性高，在水中除還原染料外，尚會自行分解，故從環保、安全及經濟方向思考，鉑黑分子篩確實是讓藍染工藝復活的不二選擇。本實驗發現分子篩催化還原法，其反應以速率定律式來看為零級，如此可使控制及管理更為方便，可在反應之初，就可正確預估何時必須加入反應物劑。未來希望尋找更多具同樣性質的還原劑，及不同植物染料，使其不僅符合經濟效益，更可結合傳統與現代，使傳統具有新的生命。

化學實驗課中，我們用通草球和牙籤所做的晶體堆集模型，因為容易鬆動而無法擴大，只是一兩個單位晶體拼湊，觀念仍然模糊不清，尤其是六方最密和面心立方的堆集更難由通草球和牙籤的模型中分辨清楚，即使有辦迭利用萬能糊把晶體結構擴大，由於結構的複雜，仍然令人眼花撩亂，對於老師所提到諸如單位晶體的位置，每種晶體間各層次的差異，晶體中原子的配位數以及單位晶體內的原子數等問題，甚難獲得具體的概念，因而減低了我們學習的興趣，於是我們建議老師能否將通草球著上顏色以便分層次，進而想到何不利用內裝燈泡的半透明塑膠球，不同頭色代表不同層次，固定在硬塑膠管的架構上，再配上打光閃動的效果，來辨認晶體的結構呢？如此不但能提高學生的學習興趣，而且能使晶體結構一目了然，解決一般學生對晶體堆集的模糊觀念，所以利用寒假時間，我們便在老師的指導下著手製作。

本社對於太陽黑子的觀測紀錄，今年已第四個年頭。且對黑子的研究，已有相當的結果( 註 )。唯對太陽光譜的探討，限於儀器問題，未能實行。待由我們自己動手克服後，開始了這項實驗計畫。 目前，世界上美、日兩國從事此太陽光譜的分析已具成果，但國內卻仍無一單位從事之。雖然我們的儀器簡陋，但希望藉著我們的努力，能激起國內對研究太陽的重視。敬請專家指教。

地球是只有一個，由於人口的過度成長，可以想見生活的空間是愈來愈狹小了，我們需要更多的土地來居住，來生產糧食，世界上有許多與海爭地的例子，都極為成功，值得我們學習，今天在金門地區我們也接觸了幾個海埔新生地的開發及應用的例子，我們選了轉為農漁生產的慈湖農場，作土質方面的分析調查配合實地的參觀訪問，希望能激起大家對於新生地的愛護與研究。

在一次到關西湖肚參觀四寮溪生態保育護溪工程時，發現河床上散布奇異的角礫岩，蒐集相關資料，經討論過後，決定對此地進行調查。實地考察記錄當地地形特徵，並採集岩石等標本，於實驗室中切割磨製成薄片，在偏光顯微鏡下觀察礦物，發現 Suevite 中含有 Planar Deformation Feature、Planar Fracture、Diaplecticglass、Melt Rock 及疑似 Coesite、Stishovite 等巨大能量撞擊所產生的構造。將所得結果與參考資料進行比對，配合當地實地考察所發現的地形及地質特徵，幾經討論後發現，種種現象均顯示當地某座山山頂曾經遭到巨大能量撞擊，極有可能為隕石。