國中組

在地球科學課中，我們知道地震的主要原因，常是由於地下岩層發生斷層因而釋出巨大能量，波及周圍岩層而引起震動，就像一條鋼片被撓屈以致折斷，鋼片彈回而反覆顫動，以致地面震撼，對地上物造成破壞。而台灣地處環太平洋地震帶，地震發生的機率極高，但是發生都是一剎那間的，我們無法觀得其震動的情形，所以我們設計了以下實驗。

一、消波塊與實驗簡介本次實驗主題是防波堤的設計。在這次實驗中，我們實驗重點放在消波塊上，實驗的消波塊有四種造型：1.協克塊 2.安卡塊 3.天允塊 4.多十字塊(自創)；實驗採離岸堤形式，並固定振幅在 1cm，週期則在 1 秒或 0.5 秒，且不考慮沈箱和消波塊之間排列方式。消波塊又稱防護塊，在第二次大戰的北非戰線上，法軍為了阻擋德軍坦克的行動，於是丟了菱形塊在戰場上；在戰爭完後，清理戰場將這些塊拋在防波堤周圍，以替代護堤方塊。原本是要廢物利用，不料其消波效果甚佳，隨即由水工試驗所研究證明這些東西的確有消波作用，因其安定性良好，於是取得世界專利；此為各種消波塊的前身，在此之後相繼有各種形式的消波塊推出。消波塊最主要的目的是要防止海岸線被大海給侵蝕，台灣地區海岸線每年被大海侵蝕長達 2~3 公尺，政府為了保護人民的安全，每年在消波塊的花費上非常可觀。不過消波塊也有其他用途，有時候到南濱海岸附近，看到一排排的消波塊矗立在那裡，原來這些消波塊是要防止中共的登陸；又有一次到沒有海岸的田園附近時，也發現一些消波塊，赫然發現這些消波塊居然是要防止小偷的偷竊行為。消波塊其他的妙用還有很多，例如：增加海埔新生地、天然釣魚座椅……等。基於好奇心的驅使，我們著手進行消波塊的實驗。我們模擬海岸的情形，觀察消波塊的造型、消波塊的排數、消波塊的排列方式、消波塊的高度、以及波的週期大小，對防波堤反射率、透過濾、孔隙率、安定性及防止地基掏空能力有何影響。二、模型縮尺由於消波塊必須實際應用至海岸邊，故我們的實驗的第一步就是計算模型縮尺；我們到海洋大學查到實際岸邊海浪及消波塊的條件，再考慮符合我們能力的條件，找出當模型縮尺為 1/50時，適合我們的能力範圍。消波塊的長度方面，我們找到協克塊、安卡塊、天允塊實際長寬的資料；而消波塊重量，會視擺放處地理環境而定，我們採用較常使用的「15 噸重/個」。波浪方面，波高會因季節及地點有不同數值，我們採用台灣東北角平均值 1m；至於海浪的週期以北台灣而言，約在 3~9 秒（不考慮颱風時段），我們採 7 秒作為長週期波、3.53 秒作為短週期波。以下是消波塊與波浪經過換算後，所產生的值：（p 代表實際值；m 代表模型值）（一）消波塊部分長度→ Lp ×1/50＝Lm 實際邊長×1/50＝模型邊長 重量→ Wp ×1/50^3＝Wm（二）波浪部分 波高→ Lp ×1/50＝Lm 1m x1/50=2cm週期→ T p×50＝Tm長週期波→ 7sec.×1/50≒ 1sec.短週期波→ 3.53sec.× 1/50≒ 0.5sec.三、消波塊照片※以下是我們在網路上找到的一些實際消波塊照片及其作用：▲南濱海岸消波用消波塊。 ▲田園中，用來防止小偷入侵的消波塊。▲在南濱海邊，有著冒著生命危險去攀越這些消波塊，真令人替他們捏一把冷汗，要是一個瘋狗浪來了，該怎麼躲？▲位在花東海岸，原先為了保護海灘而丟的消波塊，卻攔截東北季風帶來的大量海沙，變成堆積海岸，增加了許多「消波塊海埔新生地」。（圖中凸起的東西便是消波塊）

從生物實驗中我們得知：浸豆子的水和人的睡液中含有酵素，鄭同學問老師，還有什麼東西含有酵素？老師告訴大家很多食物中，像鳳梨、木瓜等都含有酵素，林同學又問：踝木上提到溫度，酸鹼性和酵素活動有關，到底有什麼關係？這個問題引起班上同學熱烈討論……於是大家決定請老師指導一起來研究「鳳梨酵素」。

本研究以葉錠浮沉實驗來測定植物的光合作用速率。由文獻探討發現，影響植物行光合作用的因素很多，但如何以葉錠浮沉實驗來了解這些因素的影響卻鮮少被討論。在這次研究中，我們找出進行葉錠浮沉實驗所需的最佳方法及條件，再以此比較不同光源、不同的植物特性以及不同葉齡等變因下的光合作用與呼吸作用速率的差異。 由實驗結果可知，0.24%的碳酸氫鈉溶液具有最佳的時間穩定性。此外，陽性植物的光合作用速率較快，陰性植物的光合作用速率較慢，耐陰性植物的變異較多，這些結果與植物生理特性一致。為了追根究柢，我們進一步做了葉片的組織切片，發現不同的葉片組織結構與光合作用速率快慢有關。

一個生活中常見的現象：有的蛤蜊煮後不開。我們可以聽見一個常見的解釋：因為牠們煮前已經死了、臭了，煮了才不開。然而這樣的說法根據是什麼？蛤蜊死後開闔的機制是什麼？我們並不明白。於是我們以求真的精神，科學的方法，檢驗這個說法。結論是：「煮前已經死了、臭了，煮了才不開」的說法不是絕對的，但是在已死亡，但腐爛狀況仍輕微的個體上，煮後殼不開的比率的確較高。研究最末，我們並提出蛤蜊開合的機制理論。

在國中數學選修上冊，我們學到三角形的重心，我們不禁想問：「 平面的圖形在物理學上並無相對的重量存在，何以會有重心呢？」但仔細想想在日常生話中我們所能接觸到的事物都不是學理上的“理想平面”，也就是說，這些事物都有厚度；再換句話說，我們可以見到許多的多邊形體，那麼這些物體就有重心囉！如果我們要找的是一個厚度均勻的物體的重心，必須先從面積著手，所以只要我們能找到多邊形的“重心”，那麼要找多邊形體的重心就不困難了。

本研究探討影響綠豆湯煮熟所需時間的因素，包括比熱實驗、沸點實驗、綠豆泡水溶液長度變化實驗、滲透實驗及煮綠豆實驗，研究結果可以合理解釋煮綠豆湯前先泡水及後加糖的原因，過程中也得到糖水、食鹽水及海水的各種相關數據。同時為了更瞭解水溶液的結冰狀況，也做了凝固點實驗及結冰實驗。

活性探視過濾器才中一個重要的成份，奇可脫色、除臭、對於有機無機物的吸附也有一定的功效，平均每克活性碳具有吸附８個網球場面積的能力，由於取材經濟環保、是一種值得利用的材料。活性炭的製造是運用廢棄的含碳物質，如果殼、木屑或煤屑等，在高溫下經由炭化、活化兩步驟完成，以目前工業界而言，大多使用木屑或椰殼加工製成。本實驗將取四種不同材料來加工，分別是椰殼、稻穀、木碳及衛生紙（取衛生紙的原因在研究動機中會提及），利用實驗室裡簡單的加熱設備，改變不同的加熱時間，比較四者碳化後對色素的吸附的能力。並藉由浸泡不同的活化劑，在定溫及變溫下反應、探討較佳的活化條件。雖然我們無法在高溫(500℃~800℃)下進行反應，但我們做出來的成品，仍具有80%以上的脫色能力。此外，數據也可以比較四種材料的優劣，及活化條件之差異。

「力」是生活中不可或缺的，有:摩擦力、拉力、彈力……。藉由「懸崖勒馬」這個實驗，探討這些力對我們的作用與關係。我們以改變重量、接觸面、下壓重量等因素，來探討此實驗。紙馬前進的原理是利用最大靜摩擦力，當水平施力大於最大靜摩擦力時，紙馬就會前進，但不會變成滑動，是因為馬腳受彈力位能緩衝所致。影響紙馬步距的因素是最大靜摩擦力，最大靜摩擦力越大，則腳的彈力就越大，彈出的幅度就會加大，因此步距就會加大。馬停止時與桌緣的距離受步距的影響，若要縮小與桌緣的距離，則拉力不能太大，必須實際實驗或利用試算表來試算，才能得到最佳值。

作者好奇白三線蝶（Athyma perius）幼蟲棲息在糞橋上，於是展開了探究。過程中觀察白三線蝶的一生，並發現糞橋建造的位置約60％蓋在葉尖主脈上，長度隨齡期增加，一～四齡幼蟲多在糞橋上棲息，五齡之後食量、排糞量大增，棄糞巢而去不再回橋。糞巢的組成有糞便、碎葉片及絲線。幼蟲孵化吃掉卵殼後隨機選定建造位置，以吐絲器吐絲黏上糞便向外築糞橋，也會不斷吐絲纏繞鞏固糞橋。不管是剪斷糞橋、移去糞巢幼蟲都會持續加蓋，根據換葉子和換橋實驗得知幼蟲不會認自己的橋，當找不到原糞橋時會另外建造糞橋，如有現成的糞橋也會續用。糞橋和糞巢對幼蟲有躲避與偽裝的功用，對螞蟻等小型行走的天敵則形成物理性屏障，另外也發現有類似蓮花效應的擋雨效果。