高中組

本研究以希爾伯特－黃轉換 (Hilbert Huang Transform, HHT)，來分析311日本海嘯對台灣各港的水位變動影響。利用HHT將各港驗潮站資料分解成數個本質模態函數 (Intrinsic Mode Functions, IMF)，從中找出天文潮和海嘯影響的IMF。將主要的天文潮及趨勢線濾除後，可清楚看出海嘯影響水位的成份，進而分析各港口海嘯波抵達時間、振幅大小和主要頻率等。由 IMF 中可發現海嘯波來臨前海水水位退潮及急升狀況。此外，東部各港呈現出較為明顯的地震前導波(P波)所引起的高頻震盪波，與地震發生時間、P波傳遞速度、海水傳遞延遲及各港水位抬升時間都大致吻合，但較海嘯波到達時間大幅提前。上述研究結果，對瞭解海嘯波特性，將有所助益。

我們藉由電腦多體模擬的手段，透過對宇宙微波背景輻射中之Sunyaev-Zel’dovich 效應（簡稱S-Z 效應）的研究，來探討星系團的一些根本性質，以便應用在觀測上。重要的發現有： 一、 星系團的S-Z 效應之強度（即所造成之背景輻射的溫度變化）ΔT = ，其中 r 為至星系團中心的距離，a、b、c均為常數，且c = ?1.0 ± 0.22。 二、 星系團的質量密度 = ，且c = ?0.71± 0.087。 三、 星系團總質量M（單位為太陽質量）與其中心S-Z 強度ΔT（單位為K）的關係為： M = 1018.2±0.360 ×T1.00±0.081。 四、 星系團總質量M與其總積分ΔT (ΔTtotal)的關係為： 五、 以後將可根據以上的四和五，推算出所觀測到之S-Z 星系團的質量。 我們的研究成果，將可在短期的未來，直接應用在許多期待中的觀測結果上，以揭開星系團 的神祕面紗。

我們觀察到茶葉蛋的蛋殼為褐色，但其蛋白為白色；相反的，茶焗蛋蛋殼為淺色，但蛋白呈現褐色。這種現象使我們對物質通透蛋殼的情形產生了種種疑問，促使我們更深入的研究。 我們參考茶葉蛋與茶焗蛋的製作情形設計實驗後，發現即使同為茶分子，但由於氣態及液態分子間的距離不同，仍會造成不同之通透情形。液態物質不易通過，但氣態分子可輕易通過。蛋殼為卵生動物胚胎時期的保護構造，其表面有許多微小孔隙可使H2O、CO2及O2等維持生命所需之氣態物質輕易地通過。經過實驗發現，蛋殼孔隙易使蛋殼外部的氣體分子通透至內部，但氣體分子不易由蛋殼之內部到達外部。 另一方面，同一顆蛋其蛋殼的不同部位通透情形並不相同，以氣室部分通透最快，而蛋殼尖端之通透最慢。不同蛋殼之間通透情形也不相同，因其不同種類蛋殼間之孔隙大小與孔隙數目都有差異，實驗結果也顯現蛋殼的厚度亦會影響通透度的大小，蛋殼較薄的鵪鶉蛋殼較其他種類的蛋殼更易使物質通過；反之，蛋殼較厚的土雞蛋的蛋殼最不容易讓物質通過。皮蛋由於已經過人工處理過，因而破壞蛋殼表面影響其通透情形，使得蛋殼通透情形呈現不穩定的狀態。 因為工業的發達，環境充斥著污染，空氣中之污染物也會通透至蛋殼內部，空氣污染物溶於水之後形成酸性物質會與蛋殼反應，有些甚至會破壞蛋殼結構、或是腐蝕蛋殼，而間接地影響到生物行呼吸作用必須之氣體交換，故汙染物也會影響蛋殼之通透性。

結晶體是可以來自溶液的結晶作用，而周遭的事物，無所不在的晶體，引起我們探討的興趣。

本研究以自製滾動式研磨機，將蛋殼和氧化鋁粉研磨成超細粉體(小於 10-6m)。在蛋殼方面，研磨時間愈長，粉體粒徑愈小，與冰醋酸(3)之接觸面積愈大，故CO2排水速率愈大，並由此推算出不同研磨時間之粉體總數比。在30℃ 時，由不同鹽酸濃度之CO2排水速率可求出反應速率定律式(5)為 r=4.85x10-3 [H+]0.34，同理可求出5℃、60℃之速率定律式，再由阿瑞尼士方程式作圖(10)，求出活化能Ea=4.85 10-3J/mol。在氧化鋁粉溶液，以雷射光照射，產生一條光通路；加入食鹽產生凝聚現象；靜置一段時間後，無沉澱現象，證實已研磨到膠體溶液範圍(10-7m～10-9m)(7)。最後在相同粒徑下，將蛋殼粉體與市售碳酸鈣的CO2 排水速率做比較，算出蛋殼中碳酸鈣成份為97.02 %，與文獻97% (9)相近，更說明本實驗之正確性。

眼睛是生物演化過程發展出的一精密器官，其發育過程必有許多基因參與作用。然而，那些基因與眼睛發育有關？這些基因有什麼相互關係？它們的作用方式又是如何？這些都是有趣而亟待探討的問題。\r 為了探討眼睛發育的基因調控，本實驗選用了果蠅為材料，利用異位表現（使基因表現於原本不表現的地方）的方式，研究與果蠅複眼發育有關基因的作用。選用果蠅為材料的原因有三：\r （一）複眼雖精密，卻非實驗室飼養條件下生存所必須，即使很嚴重的突變種都可以有一定的存活率。\r （二）果蠅幼蟲時期有器官芽（ disc，以後發育為果蠅成蟲的各器官），由 X - gal 染色技術，可以清楚的看出器官芽的變異情形，藉此可以追蹤基因在發育極早期的表現情形。\r （三）許多果蠅的基因，在高等動物（包括人類）中，都有 DNA 序列極相近的同源基因發現，本實驗希望由較簡單較易實驗的節肢動物著手，期能為生物眼睛發育提供一相通的基因調控模式。\r 目前， ey ， eyg ， dac ， dpp pathway （包括 dpp ， tkv ， Mad ）與 wg 等基因被認為可能與果蠅複眼早期發育與形成密切相關，本實驗即針對這些基因，探討它們的功能與相互關係。

突堤為突出海岸之海岸保護工程，具有攔截沿岸漂砂、控制海灘地形、改變海岸線方向、阻擋沿岸流或改變潮流方向的功能。本實驗係使用一大水槽，模擬突堤效應的發生，觀察它對堤前、堤後的影響，並藉由外海堆沙圖形，來觀察分析出水流繞射過堤岸後之情況。並控制變因，改變突堤長度或波的入射角，發現當堤長愈長或入射角愈大時，在堤後的侵蝕會增加，且侵蝕距離越遠。另外還推廣至形狀上的差異。L 字型，凹處堆積現象最多，且堤後侵蝕最少；T 字型，堤前、堤後的凹處皆可堆積，且可應付不同的入射波。為了佐證實驗上得到的結果，確定得到的結果與真實情況是否相同或相似。藉由探究於實地探察來驗證，以得更多深入的探討。然而，海岸工程如果單以堤防做防堵泥沙或波浪的思考，往往過於簡化，在堤防附近的海岸常引起意想不到的嚴重淤沙或侵蝕。因此海岸工程設施影響海岸波浪的沉積與侵蝕作用對海岸地形的改變可謂牽一髮而動全身，的確是不可不提防啊！

熱島效應已成為世界上各大都市的嚴重課題，而台北是否有如此效應，令我們想作深人的探討。

電子合成器在今日月潭扮演著重要的角色，可惜操作繁雜，而電腦音樂所用的音樂合成器之功能大都稍嫌簡單，故雖然式電腦控制，但其音色因受到硬體之限制，不能有多大的伸展度。基於以上兩項缺點，加上今日電腦科技的發達，於是設計了這部新式電腦音樂合成器。

鬥蟋蟀的習俗自古以來一直是中國重要民俗活動之一，最遠可追溯至唐代，現今台灣南部每年皆會舉行盛大的鬥蟋蟀比賽。前不久，我們在一部影片中看見台灣黑龍仔（黃斑黑蟋蟀）大勝中國蟋蟀蛐蛐的有趣影片，不禁對蟋蟀的打鬥行為產生好奇。更欲進一步了解如此好鬥的蟋蟀是否有其選擇打鬥對象的依據。而黃斑黑蟋蟀，即此研究所使用的蟋蟀，是台灣民間鬥蟋蟀的主角。因此我們造訪了蟋蟀的大本營 ─台南縣新化鎮，並請教蟋蟀專家謝爵安先生、張鴻斌老師、楊正澤教授。對蟋蟀有了更多的認識與熱愛。因而希望能以科學化的實驗及統計方法，賦予這項正夯的民俗活動更深化的內涵。我們推想若有兩隻以上的蟋蟀同時進行實驗，便能有選擇的空間，但若超過三隻就有兩兩進行打鬥之可能性，因此我們設計了特殊的空間，讓三隻蟋蟀能同時進行實驗。希望能藉由我們的觀察、記錄，了解其影響因子及行為的趨勢。