國中組

我們身處於電氣化的時代，每天都會接觸各種電器，只要開關一開就會產生磁場，就是我們常聽別人提到的電磁波，也常聽到電磁波對人體可能的傷害，造成人心惶惶；另一方面，電磁波的磁其實跟磁鐵的磁場是一樣的，但卻常常拿來用或是當作贈品卻沒人害怕；所以我們用日常生活容易取得的材料讓它們暴露於較大強度的電磁波與磁場的環境下，看看它們有什麼變化！有了初步了解之後，再嚐試以生活中容易取得的材料或方法，來降低或是阻隔電磁波！

上實驗課時，在第一冊73頁，實驗5-3 。當把磨亮的鋅片放入硫酸銅溶液中，在鋅片表面所看到的是一片污黑。另外錫片放入硫駛銅水溶液中，看到金屬表面呈暗褐色。就理論而言，鋅、鍚活性大於銅，常它們放入硫酸銅溶液中，應當有一層漂亮光澤紅銅附於金屬表面才對。於是試圖在硫酸銅溶液加入其他試劑，以期得到良好的結果。經實驗結果我們發現：1.鋅片插入硫酸銅溶液前，必須在水溶液中先加入氨水才能得到漂亮結果 2. 揮入錫片時，必須在硫酸銅水溶液加入濃硫酸才能得到漂亮紅銅為了解釋其原因，把鎂、鉛、鋁、鐵也做同樣實驗。

學校及工業的硫酸銅廢液處理已有多種方法，然而我們研究出全新的方法，利用大理石吸附並去除水中的銅離子，不但可以使硫酸銅廢液達到放流標準，且可以回收硫酸銅晶體。我們加入氨水使溶液呈深藍色，再用分光光度計測波長590nm的吸收度，發現大理石對各種銅鹽均可吸附而表面呈藍綠色，大理石質量越大、顆粒越小則飽和吸附量越大，初始pH值不影響飽和吸附量，低溫時，吸附速率及飽和吸附量均下降。我們證明大理石吸附硫酸銅為化學吸附作用，表面藍綠色附著物為鹼式碳酸銅。我們又發現無灰粉筆也可以吸附銅離子，所以廢棄粉筆有了新用途。最後我們把已吸附銅離子的藍綠色大理石，利用硫酸洗出銅離子，經由再結晶得到硫酸銅晶體，回收率達91％以上。

在國一時，楊維哲教授出了一張中區數理資優生數學競試題，其中有一題─給一個三角形 ABC，(甲)假定P是線段上點，求作一直線，經過P點且平分這三角形。(乙)假定P是延長線上的一點，考慮同樣的問題。記得當時僅能作出假設P是中點，就能二等分△ABC，其餘均無法解答。至目前學了幾何，所學漸多，乃聯合同學有心突破此題。

在研究期間，觀察到台灣特有的山棘蟻在辨認敵我的方式與一般螞蟻不同。牠們雖然也會以氣味來辨識同窩的山棘蟻，進而接受牠們回巢，更發現牠們還會利用視覺去辨別敵我：如果入侵螞蟻的體型非常小，山棘蟻就會放過敵蟻；如果體型較大一些但仍然比山棘蟻小，牠們會馬上前去撕咬敵蟻；而跟山棘蟻體型差不多大小的，牠們會以威嚇來驅離；而體型較牠們大的，山棘蟻會趕緊逃跑。一般人對螞蟻的認知是兵蟻和工蟻最有攻擊性，但我發覺處女蟻后攻擊性比工蟻強得多；不過，山棘蟻的攻擊方式也非常特別，如果山棘蟻跟敵蟻糾纏在一起，山棘蟻會捲起來，咬住對方的觸角或六隻腳；還有牠們是少數會利用工具的螞蟻，會趁敵蟻喝水時壓住敵蟻的頭部，使之溺死；另外在此次觀察中，還發現山棘蟻會被八角和酒精的氣味殺死，而且沾上酒精痙攣死亡後，還會傳染給其他螞蟻，這也許是防止螞蟻群落擴大的好方法。

「人類在地球上已經創造了許多美好有用的東西，生活水準因此日益提高。但是 …… 空氣、湖泊、河流和海洋的污染，使先知先覺的人，感覺到人類面臨著在地球上繼續生存的危機」，而以我們一個中學生，究竟有多大力量來避免這些？於是我們觀察家裹附近的水溝，有的阻塞著，混濁汙穢不用說了；就是下水道的流水，情況也不見得很好，甚至還會激起許多泡沫，這些水如果流入了河流，那些水生生物豈不都要遭殃了”倘若人的數量少，所製造出來的污水或許可被大量的河水沖稀，但是如果站在丹鳳山上看見北投一大片住家，再想想台北市擁擠的情況，真難想像這些家庭流出來的廢水，聽貫穿在台北市的基隆河、淡水河如何消化？我們曾沿著下八仙基隆河堤觀察基隆河，看見它沒有生氣的樣子，猜想家庭污水對它可能有很大的影饗。因此我們想就家庭中可能造成水污染的原因加以探討。

磁性粒子可吸附水溶液中微小顆粒，再以外加磁場將之與水溶液分離，本實驗中的磁性顆粒(Fe3O4)先以矽酸鈉對其表面包覆，以保護磁性顆粒而避免其在水溶液中受到酸鹼的腐蝕，再利用胺基修飾合成具胺基的磁性吸附粒子，用此胺基磁性粒子對水溶液中的Cu2+，陽離子染料(亞甲藍)、陰離子染料(RB5) 進行吸附實驗，發現在pH值約為7時，對Cu2+有很好的吸附效果；pH值約為6時，可以大量移除水中的陰離子染料(RB5)，但由於胺基在水中會形成NH3+，故不易吸附陽離子染料(亞甲藍)；吸附過Cu2+的胺基磁性粒子，可在酸性溶液中將Cu2+脫附，再重複利用，在鹼性溶液中，RB5也可從胺基磁性粒子上脫附，但效果不如Cu2+。

一、Ｍn×n (s)：在ｎ×ｎ正方形棋盤中,排列s顆棋子在方格內,每一方格最多只能排1子,棋子的配置須滿足兩個條件:(一)無任意4子可形成矩形框的4個頂點(此矩形框需與棋盤邊平行)(二)在無棋子的方格中,無法再加入棋子二、Ｖn×n×n(a1,……,an):在n×n×n的正方體棋盤中,每層的棋子個數分別為a1,……,an,S=a1+…+an,棋子的配置須滿足兩個條件:(一)無任意8子可形成長方體的8個頂點(此長方體邊需與立體棋盤邊平行)(二)在無棋子的方格中無法在加入棋子本研究在Ｍn×n (s)與Ｖn×n×n(a1,……,an),,S=a1+…+an中探討s的最小值、最大值及變化情形，並分析其配置方法。之後推廣至長方形Ｍn×n(s)及長方體Ｖn×m×k(a1,……,ak) ,S=a1+…+ak。最後根據研究結果設計一個「避開矩形框棋」，並分析出致勝的策略。

為探討風暴球結晶變化之因，我們先對硝酸鉀、氯化銨、樟腦與其混和溶液進行微觀、肉眼觀察與X光繞射檢測，結果發現，樟腦與氯化銨構成羽毛狀晶形，硝酸鉀為羽毛間的結晶核，故三者相混和的羽毛狀晶形最為清楚。 再藉由進行多溶質溶液與低介電常數溶劑測試時所學的知識來製作風暴球，然後再對自製風暴球進行結晶因素的探討，結果發現，結晶變化與光照度、光顏色、聲波頻率、電流、接觸材質、濕度與氣壓無關，也無預測功能，只與溫度、溫度下降速率與溶解次數有關。 最後，再以甲基紅、廣用指示劑與自製色度計來改良自製風暴球，成功製造出一成本低廉、適合台灣天氣、顏色可隨天氣改變與可當作簡易溫度計的變色風暴球，為風暴球增加趣味性與實用性。

本研究發現：水是地表風化侵蝕的主力，太陽（熱）、空氣其次。乾季，脊邊坡偶見以\r 土指為單位風化崩落，脊坡及蝕溝的風化不明顯。雨時，雨水點濺或水化時，合併表面沖溶，\r 以土指為單位沖擊。\r 實測發現：雨時，蝕溝沖蝕量大於脊邊坡的沖蝕。蝕溝的沖蝕量，在山坡中上段最大。\r 豪大雨時，下段會形成沖積扇。脊坡的沖蝕量最小，豪大雨時有時以較大泥塊崩落。向南脊\r 邊坡，乾季偶見以「泥裂」、「土指」為單位風化崩落。向北坡，乾時更少見風化崩落，雨季\r 沖刷較南坡大。邊坡坡度近50 度有較大的沖蝕力。\r 泥岩侵蝕，由「雨水的衝力」、「泥岩表面的坡度」及「泥岩的風化」交互作用。將來我\r 們朝「雨水的強度」、「雨量的密度」方向繼續再作定量研究。