自然科

我們校園內有小紫斑蝶、玉帶鳳蝶、台灣紋白蝶、日本紋白蝶、台灣黃蝶、荷氏黃蝶、黑點粉蝶、水青粉蝶、大黃裙粉蝶、單帶?蝶、姬單帶?蝶、狹翅黃星?蝶、褐?蝶會吸食馬纓丹黃橙色內層花朵花蜜。內層是黃橙色花朵的整枝馬纓丹花序，花蜜甜度很高，各層花朵比較，內層最高，中層次之，最外層最低、整枝花序比較，粉紅黃橙、橙黃橙、黃黃橙、白黃橙色都是最高。而且花朵及花蜜是酸性。馬纓丹莖扦插種植10天，介質材料是粗砂都會活，有機土大部份會活，細砂土一半會活，咖啡渣則都不會活。馬纓丹葉的味道對三線鼠沒有影響，對美國大蟑螂影響也不大，但少數的狗聞到會走開，多數的狗聞到會轉頭。另外，美國大蟑螂吃浸馬纓丹葉榨汁的吐司無法存活。

本研究在探討水的沸騰現象，觀察水加熱時氣泡的大小變化、上升的速率及路徑、不同氣壓下的沸騰溫度等，並試圖以強制氣泡的大小和冒泡的頻率來測量水溫，最後發現容積固定的燈泡球內，氣體熱脹冷縮的體積、壓力都隨著溫度而成比例變化，因而成功的自製一個燈泡玻璃球氣體溫度計和微溫度計，準確又實用。。

我們利用雷射光測量微小位移的方法，配合太陽能板及電腦，組合成弦振動的量測系統，以 Gold Wave 軟體把訊號展開來分析聲音的頻率、音量、音色。我們驗證了弦振動頻率與弦長成反比，弦越緊、越細則弦振動頻率越高，藉由調整弦長可容易的找出音階。我們發現振幅越大音量越大，在相同力量撥弦下，弦越長、越鬆、越細所撥弦的振幅會越大，音量也就越大。此外，我們研究發現同樣的弦音色會相同，音色是由基音及幾個泛音所組成的。最後，我們利用研究結果，設計了一些光通訊系統裝置。

這是對新式樣能源環保電池的可行性探討─\r 發電原理首先排除法拉第的電磁感應(發電機原理)與伏特的化學電池。\r 聰明如您，可以先猜猜我們是運用何種發電原理??\r 我們探討的主題是：如何有效的運用“冷熱”來發電！\r 以席倍刻、比爾帝兩人所構築“熱電效應”為基礎，巧搭材料科學的進步\r 使我們夢想得以成真。\r 席倍刻電壓是極微小的，對發電效能無能為力；我們適時的研讀、尋找新\r 一代的熱電材料─熱電晶片─原本用於電腦CPU 的散熱，當作電力輸出的關鍵\r 零組件，組裝冷熱箱，改良實驗裝置，使得溫差2 度即可產生“可觀測電壓”而\r 原本無法測得的微量電壓，成為啟動微型馬達、高亮度LED、一般馬達與測得電\r 壓達3V 以上。\r 另由於輸出電能無法即時儲存，遂巧思以市售“手搖手電筒”內簡單線路\r 作為存能裝置，有效存取電能。\r 事實上，這是一個成功的物理性電池，對於綠色環保與永續資源利用有一\r 定研究開發潛力。

我們的研究分為太陽光的顏色變化及太陽的熱對地球溫度的影響兩部份。太陽因為位置的不同有時照耀強烈的白光，有時看起來紅紅橘橘的;有時更衍生出燦爛的彩霞與晚霞，我們除了欣賞它的美麗外，更進一步探究其形成的原因。熱的部份我們側重於遞延現象的研究。當地球上某一地區接收太陽的熱比散去的熱還多時，熱便開始累積，溫度上升。當這一地區接受太陽的熱開始減少時，若散去的熱仍比接收的熱還少，溫度仍持續上升，直到接收的熱與散失的熱達到平衡點時，溫度達到最高，然後才開始下降。因此最高點溫度產生的時間，與吸收熱源最多的時間，並不一致，而產生遞延現象。反之，最低氣溫的出現，也有遞延的現象。

台灣目前並未分佈的『黃鉤粉蝶』是研究主題的主角----我們尋找黃鉤粉蝶及其他種類蝴蝶在馬祖--南竿地區的棲息地點，並且從卵開始，學習飼養黃鉤粉蝶的幼蟲，佈置適合牠的居處環境，學習辨別牠和其他常見粉蝶不同的地方，同時知道怎樣辨識黃鉤粉蝶雌、雄的方法，及牠們的生活習性，了解目前黃鉤粉蝶為什麼會出現在馬祖，以及牠所遭受到的生存危機。除此之外，研究過程中發現到一些馬祖地區的特別種蝴蝶，我們進行拍照、比對，得以對蝴蝶有進一步的認識。

黑翅木蜂又稱花蜂，多出現在植物的花上，採集花粉、花蜜。牠的外觀體型較肥胖，身體大部分是黑色的，體長約 22-23 mm，腹部較扁且顏色較深絨毛較少，有 2 對翅，成深咖啡色有金屬光澤，翅後緣有波浪狀。複眼發達，有三個單眼，頭前有又像吸管又像嘴唇的口器，腹部、腳上佈滿長毛，後腳不具花粉籃構造。我們從 94 年 7 月開始，至 95 年 5 月，在花蓮市附近的四個鄉鎮，針對黑翅木蜂的覓食、築巢等行為，進行了三階段的田野調查。我們發現黑翅木蜂覓食的時間，出奇的早，夏季清晨 5 點多，就可以看到許許多多的黑翅木蜂，在絲瓜棚上飛翔“用餐”，正午後在絲瓜棚附近活動的黑翅木蜂則明顯減少。其次黑翅木蜂的巢室大部分構築在竹子上，咬痕大都具有明顯的方向性，巢材的選擇以桂竹為主但不限於桂竹，在麻竹、印度?竹、綠竹上也可以發現牠們的咬痕。調查區在去年遭受三次颱風的侵襲，絲瓜田嚴重受損，自 2005 年秋末至 2006年初春，隨機抽樣觀察都沒有發現黑翅木蜂的蹤跡，直到 2006 年 5 月才在吉安鄉住宅區的絲瓜棚上再看到牠的芳蹤。今年絲瓜花盛開的 7、8 月即將來臨，希望黑翅木蜂能和去年一樣，“蜂湧”而來。

偶然的一個晚上，突發奇想，把一個裝有燈泡的線圈放在電磁爐上，本是無意，但誰知燈泡卻一閃一閃的亮了起來，好奇心也隨著這亮光漸漸冉冉上昇，加上自然課上到電磁作用電磁鐵，於是想將電磁爐為科展的研究方向，進一步探討。我們研究的結果如下：電磁爐表面有磁力，中間才有電磁感應，表面溫度 23 度上下，最適用的器具是鐵鍋。氯化亞鈷溶液變成藍色，證明電磁爐有渦電流作用，電磁爐必須經過鐵製品才能測得渦電流，鐵片切開不影響渦電流的效果。電線長短和數量會影響燈泡發亮，。同樣數量的燈泡配上較長的電線，燈泡會較亮。電線圍成不同面積發亮情形不同，電線圈數不同，亮度也不同。

水的沸騰是一個很平常的現象，但卻隱藏了許多深奧的學問。本研究配合牛頓版自然與生活科技第五冊第三單元奇妙的水，第六冊第一單元物質與熱，延伸深入探索水的沸騰現象，觀察水加熱時氣泡的大小變化、上升的速率及路徑、不同氣壓下的沸騰溫度等，並試圖以強制氣泡的大小和冒泡的頻率來測量水溫，最後發現容積固定的燈泡球內，氣體熱脹冷縮的體積、壓力都隨著溫度而成比例變化，因而成功的自製一個玻璃球氣體溫度計，搭配毛細管則靈敏度更高。

製作一個可以由底部排水，而不會降低水位的實驗設備，觀察水位與流量流速的變化，探討水產生力量的問題。雖然水柱愈高流速愈大，兩者並不是呈現線性關係（等比例關係），但流速平方與水柱的高度，則呈現良好的線性關係。雖然出水管徑愈大流量也愈大，但是流速卻很接近，所以流速應該與水位高低有明顯的關係。發現水管摩擦力的影響很大，流速愈快時，水管的摩擦力增大許多，想知道維持相同的流量，增長水管需要提高多少水位才能抵消摩擦力，結果流速增加 2 倍，摩擦力確增加 4.8 倍，流速與摩擦力約為平方關係。由連通管實驗，也證明水位高度差與流速的關係。最後我們探討水的力量應用在推動水車，水車槳葉型式很重要，而且與流速流量密切相關。