高中組

每天上下學，常望著「滿街生煙」的馬路興嘆，又看到行道樹生長在煙塵之中，不禁引發了我們的疑惑：空氣污染對植物的影響究竟有多大？因此我們設計了空氣污染對植物影響的實驗，又從實驗中發起了我們對整個空氣污染的問題之興趣，因而我們又設計了此一連串的實驗。 另外，在寒假期間，我們到環保局進行檢驗空氣及污染物的防止消除實驗，得而完成全部實驗。

本研究探討在水凝冰過程中，加入一低頻振動，探討其氣泡聚集在特定點成團的現象。首先改變水中溶氣量，以探討氣泡成因；並改變水量，推測其流動性質的影響性；利用照相觀測氣泡生成過程，推測氣泡聚集成團的原因。實驗方法以喇叭作振動器，施加不同頻率振動冷凝時50mm鋁管中的水，待其固化後觀察不同頻率時的氣泡分佈狀況。結果顯示，在頻率10-40Hz中，頻率越高時，氣泡團間間距越小。而在不同的水量進行實驗時，發現在水量過多或過少時，都不容易觀察出生成氣泡之現象，且水量佔管體積35%時氣泡聚集最明顯。推測可能是因為水裝太滿時液體無法流動所導致。以照相觀測凝冰過程，發現節點會比較早結冰，故氣泡不平均現象是因駐波場導致結冰順序改變間接造成。

比較金屬活性大小有關的實驗無法清晰明確，〔 尤其是銀白色的金屬光澤(Sn、Zn、Pb、Ag)的相互反應﹞，實驗不生動且變的索然失味，因此進行改進研究。

鹼性電池使用的電解液均為強鹼，電池中的鋅極會與其發生腐蝕反應，使得電池放電壽命降低，並產生氫氣，而大量氫氣使得電池有爆裂的危險，為了改善上述問題，我們自行設計了氣體觀測儀器，用來檢測銀鋅電池充放電與靜置時之氣體產生量，更藉由探討影響變因的過程找出銀鋅電池最合適之使用條件，例如：電解液種類之選擇、濃度的比較、電極面積與充電電流對使用效果之影響，並改善電池腐蝕程度，進一步提高使用功率，以鋅極處理(Sn:Pb 1:1 )搭配電解液添加物(KOH:Zn(OH)42- 2:1) 非常有效率地抑制氣體產生，更用氯化銀取代傳統氧化銀為正極，大大地提升放電功率至原先的數百倍。

地球科學是一新開辦的學科，本校自始即很重視它的教學，增購教學設備來改進教學效果，因此同學們也漸漸的發生了濃厚的學習興趣，尤其師長們常常以鄉土教材為例，加強教學並利學生的野外實習， 66 年本校同學以八掌溪的河水污染， 67 年以嘉南平原的士壤蒸發作用，相繼獲得全國科展的第二名，此一系列的鄉土研究，啟發了我們的研究興趣，本作品即是針對河床泥牛稠溪源自大坑、塘湖(900m)，於竹崎進入谷地平原，在民雄南測的牛稠埔進入下游平原，經月眉、朴子，於東石龜仔港入海，全長 7IKm ，平均比降 1 / 79 。其氣候條件與八掌溪相似，枯、洪現象極為明顯，洪水期的流量是1100m 3/ sec而枯水期的流量只有0.2m 2/sec，因牛稠溪的人為建設較少，河床泥沙堆積可能較有規律性，因此，本作品即以該兩河川的堆積現象，相互比較其差異性。以便求得平均流速與泥沙粒徑的相關性，以及對水利健設的影響。

於高一基礎生物第三章生命的維持，內容談到骨骼肌的構造，骨骼肌是一種橫紋肌，有明帶和暗帶的橫紋，而有兩z線間，有兩種與z線垂直的肌絲，其中細肌絲為肌動蛋白，粗肌絲為肌凝蛋白，肌肉收縮時，乃z線與z線相互靠近，肌纖維乃到整塊肌肉隨之縮短，此即為肌肉收縮。 我們很想了解更詳細的內容，因此請老師講解，並提供資料，經過仔細推敲之後，仍然不能夠有完整清晰的概念，問題關鍵在課本圖形為平面，若能夠有立體簡易的模型，則可能有助於我們對問題的認識，因此我們開始收集並閱讀有關的資料和書籍如大學生物學、普通動物學、組織學等。待肌纖維模型雛形已成後，我們並同時配合電腦來處理動態及靜態肌纖維收縮型態。

高中基礎生物中有關生物間的交互作用，提及生態失衡的內容中，曾介紹「外來種」對於本土生物可能產生的影響，所謂「外來種」即是群集中原先不存在，但因人為引進的物種，如本島農田常見的福壽螺和溪流、池塘常見的吳郭魚等。通常外來種欠缺天敵或競爭者的制衡，往往過度繁殖，為當地的生態環境帶來衝擊，致使生態失去平衡，甚至導致原有物種滅絕。如吳郭魚引進台灣後，即迅速在各溪流、池塘等淡水水域中繁衍。現在不但成為本島河川下游和池塘的優勢魚種，更在競爭的效應下，導致本省原產的鯽魚數量大幅下降而有了滅絕的危機。同樣的競爭效應也發生在外來的福壽螺和本地的田螺上（施，1999）。外來植物的例子則如布袋蓮，在淡水水域中，因無其他植物或動物天敵的制衡，造成許多本土水生植物生育地因其入侵，頓時失去生存空間。 \r 「次級演替」是指生物群集在受到干擾之後的變化過程，一般常見的人為干擾方式主要為火燒、噴藥、刈除、踩踏等。 \r 大黍 ( Panicum maximum Jacq)，又名天竺草，原產於熱帶非洲。1908年自菲律賓引進台灣( 許，1975 )，做為牧草和水土保持植物。張和蔡(1974)以及廖(1989)均曾進行過大黍之水土保持試驗，確實有一定的成效。大花鬼針草進入台灣的時間普遍認為應是在清朝時，民間交流過程中意外引進，確實時間並不可考。 \r 據前人研究，大黍在雨季時火燒後會快速萌蘗；且自從引進台灣後，更因其侵略性極強 , 在台灣中、南部地區大量滋生，現已取代芒屬植物( Miscanthus spp. )之地位，並在中部地區坡地形成草原景觀。而以殺草劑之噴施可有效的抑制大黍之生長。鬼針草傳播方式主要以動物媒介為主，在演替早期通常也是屬於優勢植物，因此本實驗由實際的勘查、測量與記錄，藉以了解大黍、鬼針草等外來植物於演替過程中，其與本土植物的競爭情形做一初步探討。\r

實驗課本中的動量守恒實驗，一度空間是使用滑車碰撞，二度空間是用一球從軌道上滑下來撞擊放在軌道前支架上的球。前者有相當大的摩擦力作用，後者則很難使兩球碰撞時不受支架的影響”於是我們就探討能否設計新實驗予以改進。並且課本也無三度空間碰撞的實驗，所以我們又想到：「我們的實驗能否不僅只改進一度和二度空問的碰撞，而且也能包容三度空間碰撞實驗？」我們相信設計出一個實驗，能將幾個在課本裹被割開的實驗，重新結合為一體，是倘得我們努力的方向，便開始了研究過程。但由於二球在碰撞期間，仍受「重力」這一外力作用，使我們又設計實驗測量碰撞時間，來估計重力的影響程度。並發現碰撞時間受甚多因素影響，便決定控制變因，研究它和速度及質量的關係。並且由於碰撞時間甚短，而兩球落地時間也不易精確量得，我們也需要一線路來控制電磁鐵的電源，因此便想到利用數位系統這一新方法來控制整個實驗。就在這一步又一步的改進當中，我們成功地做出了整個實驗。

物體在水中的倒影是光經水面反射後所形成的虛像，水面平靜無波時，倒影的長度等於物長，水面有微波時，水中倒影的長度會隨著水波的振幅改變。實驗觀察和數學推導倒影的位置，知：物長愈大倒影長度愈大，觀察者所在位置愈高，倒影長度愈短；人和物的距離愈遠，倒影長度愈大，波動振幅愈大，倒影長度愈大；物體底部的倒影明亮清晰，頂部暗淡稀疏。水波的振幅大小會影響倒影的數目以及倒影的亮度。用簡單的三角函數，可以算出不同的振幅下倒影的數目。

給予金屬圓盤初速度，記錄其在空轉下之煞車過程，可得空轉角加速度，此角加速度為慣性與摩擦力共同作用產生，於本實驗中為極小定值；再進行實驗通上磁場，使金屬圓盤產生渦電流，並配合磁場方向，依安培右手開掌定則，可得和運動方向相反之阻力，產生煞車角加速度，進而使金屬圓盤停止轉動；扣除空轉下即存有之角加速度，即為渦電流效應下產生之煞車作用。由公式推導加以實驗數據的映證，可得下列結論：一、煞車力矩正比於轉速二、煞車常數Kt 與金屬圓盤材質和結構有關三、煞車力矩與電磁鐵輸入電流平方成正比四、高導磁率金屬之煞車力矩與氣隙厚度平方乘積為一定值並根據討論和結論部分，加以探究電磁煞車未來應用與發展。