國中組

昆蟲通常是環境最好的偵測器，今年3 月22 日上午9:30 在雲林林內約有60 萬隻紫斑蝶從觸口飛越過中山二高，歷時4 小時後才慢慢消失在八卦山區。這個享譽國際的紫斑蝶遷移群對我們來說是代表檢驗台灣環境健康的一個正面指標。一年來，我們飼養了大白斑蝶、紅珠鳳蝶、大鳳蝶、黑鳳碟、玉帶鳳蝶，觀察其生活史，並改良拍攝方法，利用數位攝影將蝴蝶各時期的微妙演化拍攝下來做成完整紀錄，包含了幼蟲孵化出來吃第一頓餐、幼蟲結絲墊準備結蛹、來回吐絲約15 次才完成絲帶的固著、然後脫殼成蛹、羽化成蝶等過程。更發現帶蛹似乎都會近似某種特定角度在樹枝上結蛹，而查閱文獻都沒有相關的研究。從自然界的觀察與測量發現多數帶蛹的蛹身與絲帶夾角均為90°、蛹身頭部常與地面平行的機率頗高，而且蝶蛹與樹枝的夾角大多介於20°~40°。於是自行設計測量器材進一步驗證：當蝶蛹與樹枝夾角為30°、蛹身與絲帶夾角為90°時絲帶的張力最小，和野外統計的結果不謀而合，而蝶蛹巧妙地運用此一原理來度過12 天至4 月不等的蛹期。我們再以物理方法尋找帶蛹的重心位置約在中央部位，絲帶張力約為蛹身重量的80%。不禁令人讚嘆大自然的奧妙！

有一次參加音樂欣賞會，聽到優美的電子琴聲，真是令人心曠神怡，使人為之陶醉，我就想要是自已也能演奏該多好，但是要演奏電子琴並不是簡單的事，必須花很長的時間學習，具有彈奏鋼琴或風琴的基礎才行。因為一般彈奏樂器都是由人為的操作，若沒有熟練的彈奏技巧，是不易控制正確的音符和節拍的。進一步我想到若是有一種自動的機器，能隨心所欲的奏出自己愛聽的音樂，一定是一件有趣的事。於是便想到利用電子振盪器及轉速均勻的小馬達還有價廉的紙張，試行設計製作。

本研究探討砂糖及食鹽分別在水中(單溶質溶液)及混合在水中(雙溶質溶液)的多種性質探討。研究結果我們觀察到食鹽在飽和砂糖水溶液的溶解量會比單純在水中的溶解量小很多，但砂糖在飽和食鹽水溶液的溶解量反而會比單純在水中的溶解量大，我們以不同溶解機制來解釋；砂糖及食鹽晶體中的水分含量很少，對溶液的溶解度影響不大；密度、沸點、折射率隨溶液濃度增加而增加，比熱、凝固點隨溶液濃度增加而減少。

「數字天平」常出現數學益智題目裡，或當作數學競賽訓練題，但本研究的數字天平是採用新的條件，此題於2011年1月在某研討會被提出來，當日與會者沒有人解出，題目如下：一個天平支點的左右兩側，每隔一個單位長各設一個掛勾，今有n個砝碼，其重量分別是1,2,3,...,n 個單位重，設定條件如下： 1.n個砝碼都必須要被掛上 2.每個掛勾下最多只能掛一個砝碼， 3.不考慮掛天平本身、掛勾及掛勾下細繩的重量。在天平力矩平衡的情況下，設支點左側掛有砝碼的最長力臂為L，支點右側掛有砝碼的最長力臂為R，規定符號Wn:{1,2,3,...,n}，其L+R的最小值記作R(wn)。問L+R的最小值為何。本研究得到的結論有二個部份，第一部份為： 1.R(w2)=3，R(w3)=6，R(w4)=5。 2.當n≧5，R(wn)=n。第二部份是研究重量一般化的情形，探索了任意n個相異整數重量的砝碼，得到L+R最小值大於n單位長的一些充份條件。

『顧名思義』這是個大家耳熟能詳的成語，但如果將『顧名思義』用在蜘蛛的『隱帶』上，好像說不太通；蜘蛛的『隱帶』，這麼明『顯』的掛在蜘蛛網上，怎麼可以說是『隱』帶呢？！我們的研究是以內湖區『康樂山』做為調查的區域，以一年期間，得到蜘蛛和隱帶在數量、種類及生長上的關係；並針對台灣特有種『棘渦蛛』隱帶的形成、特性與功能所做的研究。作品的價值在於幾乎是唯一『對區域內蜘蛛和隱帶的關係』及『棘渦蛛隱帶廣泛的功能驗證』的研究。

生物為適應環境求取生存，從親代遺傳許多形態、本能；黑擬蛺蝶（Precis iphita iphita）的生活史就是個很好的例子，雖然文獻報告對黑擬蛺蝶的形態與行為描述不多，但藉由野外長期實地觀察，可明顯區分環境、氣候產生變化時，黑擬蛺蝶不同蟲期的蟲體都有許多外在行為的改變，本研究旨在描述黑擬蛺蝶各種不同的行為與當時環境的狀態，並將實際觀察所得詳實記載供參考。

在此實驗中，我們從網路上查到自製煙霧彈的製造方式，引起我們想要了解對於施放煙火也會煙霧這個問題產生興趣，因此我們由自製煙霧彈出發，想要找出煙霧彈中，哪些物質對於煙霧的產生是有影響的。我們在此實驗中，製造了成分不同的煙霧彈，然後施放測試。結果發現煙霧彈中，硝酸鉀與蔗糖的含量對於煙霧的生成是有正面的影響，但是小蘇打粉卻會減少煙霧的生成。

我們經常利用笛卡兒和費馬提出的坐標法解決各種幾何問題，或由平面鏡的光學性質處理最短路徑問題。但我們希望暫時擱置傳統的幾何證明方法，改由力學的觀點出發，將兩質點系統的重（質）心關係與槓桿平衡的概念推展成為一種有效的方法，藉由調整系統中各個質點的位置來導出各質點分布平面三角形的幾何性質。目前我們已能解釋：三角形的三中線交於一點M(重心)、三角形的三內角平分線交於一點M(內心)、三線共點(西瓦定理)、三點共線(孟氏定理)、黃金分割、……等幾何定理。對於空間中的四面體，我們也同樣利用兩質點系統的重（質）心關係與槓桿平衡的概念導出了十幾個類似於三角形的西瓦定理、孟氏定理那樣的性質，暫且將之稱為凸四面體小定理（1）?（10）。

字畫受損的主要原因是宣紙中含有纖維質具高吸濕性，容易招致蟲蛀、發霉且易受環境塵埃污染，當字畫慘遭破壞後便失去原有藝術價值。 故本研究企圖將蓮葉之疏水性、自潔性實際應用於宣紙保存，我們利用奈米級二氧化矽設計下面六個實驗: （一）如何製作出疏水性最佳的奈米宣紙 （二）測試奈米宣紙透氣性 （三）比較奈米宣紙之吸水性 （四）觀察奈米宣紙抗日之照能力 （五）奈米二氧化矽處理對宣紙書寫的影響 （六）奈米宣紙的自潔效果 綜合結果：以毛筆沾取墨汁書寫在宣紙後，再以20％奈米級二氧化矽溶液處理，則宣紙可有效表現出疏水性、抗塵自潔、良好透氣性、且不吸水。最後將此技術實際應用於中國畫的保存方法上效果良好，為字畫保存方式提供更經濟有效的選擇性。

近來嘗聞野蜂螫人，而使人致死之報導，我們又常在野外郊遊露營而被蜜蜂螫到的機會很多；因而激發人類以台灣土法治療，即以蜂血淋巴塗於蜂螫之處。又得知注射抗組織胺(Antihistamine )可為藥方，並根據所得資料，察知蜂毒之影響是多方面的。因而希望藉生理實驗之簡易方怯，來觀察並討論蜂毒及其解毒物質對青蛙之心臟、肝臟、肺臟溶血作用和肌肉收縮之影響情形。