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。

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。

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。

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）

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。

本研究旨在探究愛玉凝膠。並發展有效的硬度測試裝置－以線鋸方式，將切開愛玉所需重量作為硬度數據，以此測試不同條件製作的愛玉。 結果顯示藉摩擦、水流衝擊可溶出愛玉膠質，最佳凝膠條件為：用礦物質較多的水、40℃攪拌、靜置溫度20℃以下、pH=11，且愛玉子越多，攪拌時間短且硬度高；若子少，則攪拌時間長且硬度低。若將子打碎、或添加油則會阻礙凝膠。 用各種鹽類溶液製作愛玉，特定濃度下可促進果膠酯?活性，凝膠硬度高，但大量出水，若希望硬度夠又不出水，可用氯化鈣0.03%、氯化鎂0.01%、氯化鈉0.1%、碳酸鎂0.005%、碳酸氫鈉0.01%、碳酸鈉0.01%、硫酸鈣0.02%或硫酸鎂0.05%水溶液；用飲料做愛玉以麥茶、綠茶最佳，汽水失敗、牛奶過硬。最後，配合水質、溫度，用電動打蛋器設計簡易方法製作愛玉，供大眾參考。

在國一自然科課程內做芹菜蒸散作用實驗(附錄一)，出現實驗結果與理論相異的情形。 檢視芹菜蒸散作用實驗過程可能出現的誤差，發現無裂縫芹菜葉柄具中空管狀結構，在摘除葉片後形成極微細會漏氣的小洞，因此水會流進芹菜葉柄的中空管，量筒液面下降造成誤差(甚至達2.1ml)，液面下降的原因並非來自於芹菜葉片的蒸散作用。本實驗透過中空玻璃管、吸管模擬芹菜葉柄，證明實驗誤差的存在，並藉此改進實驗方法。 本研究發現，透過排水法可找到條件相同的芹菜，在芹菜葉柄上縱切一刀則可明顯降低實驗誤差，透過修正後的實驗方式，蒸散作用實驗結果就會出現與理論相符的情形。

「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。

本實驗用了業務用排風扇，並加上整流段，使氣流更加平穩、集中。裝上自製調速器以控制風速，並且改良出微型風速計，以測試棒球上下的氣流流速。棒球部分，則利用家裡面常會用到的圓形保鮮盒，改裝成測試架。此測試架可同時測到水平力、垂直力及阻力，不儘大大地突破過去的測試限制，更可以任意改變旋轉的角度及轉速，以及不同的旋轉軌跡。如此，幾乎所有的變化球都可以模擬出來了！也可藉此找出新種的變化球。為了測量打者揮棒時間，我們利用了電腦軟體(威力導演)，將打者的打擊影片進行連續的分析，以求得球路判斷點，最後利用電腦做0.01秒為間隔的力量分段分析，使數據更加精確，更有助於棒球軌跡的完整呈現。