高中組

一、 使用簡易的儀器－「天鵝型」的洗滌瓶，加上以針筒與針頭的進料裝置，輔以電子天秤測量排水質量，可以測量出較有效的反應速率值。讓一般高中學校的化學實驗室也能方便、減量(減少為1/50~1/10)、便宜、快速與準確的完成反應速率的實驗，並且不使用有毒性的水銀來量測氣體體積與壓力，達成綠色化學實驗室的境界，改善實驗室的安全環境。二、 本實驗量測到反應速率與濃度的關係： (一)有 R∝ [H2O2]1 、 R∝ [H2O2]1 × [Fe(NH4)2(SO4)2]1 、 R∝ [H2O2]1 × [KI]1 與各項參考文獻資料是相同的。 (二)二氧化錳加入的質量與反應速率有正向關係。 (三)碘化鉀水溶液是進行雙氧水測反應速率的較佳觸媒催化劑。

大地孕育著萬物，「有土地就有生命」。對於這樣一片浩無邊際的萬物之母一一大地，我們總是充滿著感激與神妙的情懷。大地的生成，係經由無數細微顆粒，歷經漫長的歲月，逐慚沉積而成的。當其沉積的歷程中，由於粒子本身大小、質地的不同，以及環境因素的迥異或驟變，地層中的顆粒排列情形往往因時因地而有所不同。於是，造成了形形色色對生命有著不同貢獻的土地。本研究活動的目的，係藉著簡單的科學方法，分析土壤中顆粒粒度及排列的狀況，以窺探土地之生成與環境的關係。進而藉此一細微的成果，激起人們對於土地的認識及親切的情感，而能善加珍惜利用。

本實驗的感測系統利用喇叭、鍍鉑黑電極、波型產生器、鎖相放大器、及 sciworkshope750 介面卡組合成一套系統。此系統使偵測精密度大幅提升，使得花蓮港模型尺度變小(120×60×4cm)，因此可節省實驗的成本與時間。（精密度達3.0×10-4cm/mV） \r 本實驗希望藉由模型的建立，感測系統的整合，以及傅立葉分析，使研究者可在各種模型條件下，獲得水波傳遞的相關物理量。本實驗雖為縮小模型，但由於系統的精密，測出的共振頻率、衰退時間及振幅皆非常明顯。 \r 鑒於花蓮港喇叭狀港池經實驗後證明容易造成港內共振，且不同的入射波頻率不同，所造成的共振現象及共振位置相當複?，首要課題是要在港內設置適宜之消波裝置，減緩共振現象。本實驗由降低水波震盪時間及消弱震盪幅度兩方面著手，分別於港壁設置消波線，及於港底設置網格。 \r 在模型實驗中，前者以最鬆散、分支最多且孔隙最大之毛線效果最佳，棉線次之而尼龍繩最差；後者則以網格孔徑最大的鐵網消弱振幅能力最為極致，塑膠網次之而孔徑最小的紗布最差。

「兩度空間的碰撞」實驗目的在驗證動量不滅，但原有設計缺點甚多，歷屆科展已有多件改良作品，準確度雖提高不少，但卻嫌繁雜不易行，我們也加以研究改進，在摸索的過程寫，竟然發展出一套簡便易行，且能適合多種力學實驗的裝置。振動計時器一直是甚多力學實驗不可或缺的工具，但因為紙帶打點的關係，無法突破一度空問的限制（國鐘物理第二冊提出「水鐘車」的裝置，雖可彌補這項缺點，可惜準確性太差）「兩度空間的碰撞」實驗即因此無法使用計時器以癢取數據而僅能做一種間接的驗證，我們為此設計了一種敲打計時器，當金屬球在玻璃塾上碰撞時敲打玻璃塾，藉金屬球的微跳動而留下打點的軌跡，以便分析，又設計了一組可平放斜放的實驗台，由此更推廣出一系列過去不便做的力學實驗。

幾年前希臘籍貨輪在墾丁外海的擱淺漏油事件，造成海洋生態很大的傷害，如何分解這些油污又不對環境造成傷害，便是十分重要的課題。目前處理方式多採用吸附劑吸收濃縮後、進行熱處理分解的方法，但這種處理方法效率低，於是我們便研究光觸媒的方法處理。根據現有資料顯示，二氧化鈦光觸媒受紫外光照射後，會產生活性氫氧自由基或超氧離子，容易使有害的有機化合物分解為二氧化碳和水等無毒性物質。而光觸媒要發揮作用，必須使反應物接觸到觸媒表面，因此我們將之作為奈米管，增加其表面面積，進而提高反應速率。

本實驗室以探討剛體碰撞運動的方式來探討水碰撞後的彈性係數（coefficient of restitution）以及碰撞後的速度計算；以雷射光進行準直校準；數位攝影機進行拍攝，最後，以拋體運動、碰撞理論與及流體性質作為分析的依據。 計算出： １.水和剛體以及水與水碰撞的彈性細數皆≒0.47，並推測當超過單一水分子所組成的水和自然界中大部分物體碰撞時彈性係數皆等於水與水碰撞時所的的數值。 ２.入射水柱初速與排開速率的比值≒3.48 ３.歸納出理論計算水與水碰撞後初速計算式V理論初速 = 2‧Vs‧cosβ+ΔV 即理論上碰撞後速度等於兩倍的入射速度的水平投影加上鉛直投影所造成的水平排開速度，利用此事可理論上計算水的彈性係數。 4.利用彈性係數以及結論三的關係式可在理論上計算出碰撞後速度以及碰撞後反彈水滴的反彈角。

過去曾碰到「正方形的內接正三角形」這樣的問題，基於好奇心，便對三角形之內接三角形產生濃厚的興趣，於是開始著手研究。我們的目的是在任意三角形的一邊上取一點，由這點出發，做出此三角形的內接三角形，並求出所有同類型的相似內接三角形之最小面積。

此研究乃從兩股差1 的勾股三角形 (3 ,4 ,5)開始，藉由勾股數的表達式(n2–m2,2mn,m2+n2)得一數對(m,n)=(1,2)。而我發現一遞迴關係式Sn+2Sn+1=Sn+2。令S1=1,S2=2 則可產生一條數列1 ,2 , 5 , 12 , …；取相鄰兩項如(2,5)、(5,12)、…等，則可找到其他兩股差1 的勾股三角形。Sn+2Sn+1=Sn+2 對於所有邊長為最簡整數比之勾股三角形皆適用。此外我發現任何互質邊長之勾股三角形的股差皆可寫成8k±1 的形式。接著討論股差與數列之性質。我找到一個合成法則，可以將股差分別是d1、d2 之兩條數列合成一條新的數列，且其股差恰為d1d2。另外我也找到共軛法則，來對同一股差的數列予以衍生。最後，將所有的數列集結在一起，便成了一網絡。在數列鐵路網建構完成後，我則推導出了一套原則，用以確認或預估數列的條數。在數列鐵路網建構完成後，我則推導出了一套原則，用以確認或預估數列的條數。

間歇泉是一種十分奇特的地質景觀，地下水受到火成岩入侵所帶來的穩定熱源加熱，產生水蒸氣，利用水蒸氣形成的空氣柱壓力推動水由地底噴發出地表，也因為熱源穩定使得噴發時間差接近一定值，形成所謂的「週期性」。而根據實驗結果發現，管壁較薄的管子，在噴發之後，會使管中殘餘的水稍作降溫，加上補充的冷水使系統降溫；管長愈長時，蓄水槽中的水量較多，提高溫度所需的時間也較長，而延長了噴發的週期，最後歸納出間歇泉形成及存在的三個主要條件：(1)穩定的熱源;(2)細長的孔道;(3)豐沛的地下水。英文摘要：The geyser is a very amazing sort of geologic scenery. Its principle is that the heat source of invasive volcanic rock heats the underground water to produce steam that results an air-columnar with a large pressure to erupt through the underground on the surface. Because of the steady supply of heat source, the period between eruptions is closed to a constant called “periodicity.” According to the result of the experiments, the tube that have thin wall can lower the remaining water’s temperature a little and the cold water’s supply can also lower the plumbing system’s temperature after eruption. Besides, the water in the longer tube needs more time to higher its temperature to protract the period because it have more water in its reservoir. Eventually, there are 3 essential conditions of the geysers’ existence concluded: (1) steady supply of heat; (2) a thin and long standpipe; (3) abundant underground water.

要檢測膠體粒子是否存在於溶質中，並不能以一般的光學顯微鏡觀察得出，若是用廷得耳效應觀察光線散出的量決定，則將運用到大量昂貴的精密儀器，與繁複深奧的化學理論，本實驗主旨即在運用自製的簡單儀器測量待測膠體流經強磁場因磁電效應產生電壓，藉著改變沈降劑種類或劑量使電壓產生波動的現象，藉此評估各種沉澱劑對膠體溶液沉降效果好壞與最適當的劑量，並將此結果應用在實際污水處理作業的先期測試上。