自然科

水黽是長輩口中的「水醬油」，很像油滴落在水面後擴散的樣子，所以人們又管它叫“醬油郎”。另一方面，因為水黽中、後足細長，移動速度又快，很像蜘蛛，所以也叫做「水蜘蛛」。水黽常營群棲生活，是肉食性的水生昆蟲，而這麼可愛的生物要叫人家不想了解牠也很難，以下便是有關水黽的研究成果。

課堂實驗幾乎都是在常壓下進行，我們將ㄧ些變化比較慢的現象，轉移到水壓之下進行，做了許多實驗後，發現有些具有壓力效應，有些沒有顯著的壓力效應，本文敘述的是溶解、擴散、萃取、滲透……等情形，這些現象都隨水壓的增加而增強。我們加壓的操作方法是利用樓梯間，從頂樓將半透明塑膠軟管充水下垂到不同的樓層，塑膠軟管下端密接小鋼瓶，水壓加上大氣壓最大可達到相當於2.6 大氣壓，因此，我們就可以在不同壓力下，觀察小鋼瓶內的化學現象。此外，我們探討不同大小的水壓下生成氣泡的現象，自行設計了氣泡實驗裝置，這個裝置可以在不同大小的水壓下生成氣泡，並且可以測量氣泡的體積。我們發現水壓愈大時，壓送空氣從水中生成氣泡的壓力也要增大，而生成的氣泡體積也愈大。

我們從蠟燭燃燒不完全產生的碳黑層發現，它放在水中會有全反射的現象，進而得到碳黑層和蓮葉一樣具有疏水性，推想碳黑層也具有奈米結構，這種疏水性使得在兩碳黑層的夾層中的水位是下降的，與毛細現象的結果相反，我們還比較不同表面層的疏水性質，得到碳黑層甚至比蓮葉效果還好，只要小角度就可使水滴滾下，在測試不同液體時，我們發現，酒精及肥皂水會破壞碳黑層表面結構，使它不再具有疏水性，而蓮葉就不受影響，最後，驗證有疏水性的碳黑層在水中所受的阻力比沒碳黑層還小。

『工欲善其事、並先利其器』，在研究地震災害對建築物影響的過程中，發現無法模擬地震級數是我們的困擾，因此歷經兩年的研究時間，我們根據中央氣象局公佈的地震分級數，改良地震板。並以此改良設計過的地震板，探討「柱子強弱對房屋耐震程度之影響」、「地基深度對房屋耐震程度之影響」與「底面積形狀對房屋耐震程度之影響」，同時藉由地震板的設計模擬地震強度分級，進行相關耐震的實驗。從實驗結果中發現柱子越粗可使房屋耐震程度增加、高樓的底面積大、重力低、重量重且掌握對稱原則較不容易倒塌、建築的形式要方正簡單，連棟因為可互相的扶持，所以較一般的單棟建築物更為耐震。

金門-一個擁有豐富水生資源的生物寶庫，藉由自然與生活科技課程中的相關經驗與內容設計，我們挑選學校附近水域中較為特殊也較易取得之代表性物種-負子蟲作為觀察及科學展覽的主題，從負子蟲的觀察與研究中，不僅讓我們對課堂上老師講解的內容更容易聯想瞭解，也讓我們對平時較少接觸到的水棲昆蟲具有更進一步的認識。本次科展作品中我們針對負子蟲的構造、雌雄辨別、棲息環境、食性、育幼行為、若蟲孵化過程、趨光性等等進行觀察與實驗，除了更深層地認識負子蟲外也間接瞭解到在捕捉負子蟲過程中其他各式各樣的水棲昆蟲，例如龍蝨、仰泳?、水螳螂、豉蟲、蜻蜓水蠆、豆娘水蠆等等，水塘的生態多采多姿，藉由這次的經驗讓我們持續認識這個偉大奧妙的生物寶庫。

這個實驗的主題可說是南台灣最普遍的小灰蝶－沖繩小灰蝶(Zizceria maha)，整個實驗目的與方向可以分為三項：1. 沖繩小灰蝶的各種奧妙，例如身體構造、雌雄差異，交尾與變化。2. 探索沖繩小灰蝶與環境和其他生物之間的關係。3. 沖繩小灰蝶最引人入勝的羽化過程與生活史的演變。我們在離家不遠的地方找到兩三處觀察與實驗的場所，所以大半的實驗是在野外觀察以記錄下的結果；至於羽化過程與實驗時的研究，則從野外收集卵的樣本，回到實驗室飼養與觀察，慶幸的是，這些觀察紀錄後的毛毛蟲，很能夠適應學校的植物教學園區，也能夠繁殖出新的小灰蝶世代，不會因為我們的研究而傷害了小灰蝶們的生存；以下就是我們整個的研究成果。

熱感應紙是利用表面塗上熱感應層，透過高溫與顯影劑反應而達到文字呈現的紙張，方便且用途廣泛；然因容易褪色而不易保存，使得繳費收據、樂透彩券或高鐵車票等如遭水浸、塗染或褪色都將失去價值。本研究主要是探討熱感應紙對溫度及酸鹼溶液的反應，並比較各種不同熱感應紙的特性；研究發現溫度對熱感應紙顯色程度有影響，因此可提高機器的溫度，使文字加深而減緩褪色速度。而熱感應紙在潮濕、陽光曝曬、光線照射、接觸空氣等環境下容易褪色，因此可置於奶粉罐、鋁箔紙、資料袋、防潮櫃內加以保存；然黏貼卡典西德、膠帶、塗膠水，反會使文字加速變淡。熱感應紙燃燒會產生有毒氣體，不太環保，建議可加以改良，達到環保或可回收的目的。

在野外觀察布氏樹蛙(布氏樹蛙原名為「白頷樹蛙」，在93 年9 月1 日聯合報報導，由國立自然科學博物館學術副館長周文豪先生為牠正名為「布氏樹蛙」。)蝌蚪的時候，有時候會看到蝌蚪吃落葉，有時候會看到蝌蚪吃死掉的同伴，而找到的資料顯示餵食蝌蚪的食材以菜葉為主，所以我們就做個實驗，探討進食葷食、素食對蝌蚪身長變化的影響，我們發現葷素食均衡的蝌蚪所增加的身長或是素食的蝌蚪所增加的身長，都比單獨吃葷食的蝌蚪所增加的身長來的長。另外，在野外觀察布氏樹蛙蝌蚪時，我們也發現同一水池中會存在大蝌蚪與小蝌蚪，因此我們設計另一個實驗將大、小蝌蚪放置在同一水族箱中，探討大蝌蚪的存在對小蝌蚪身長變化和存活率的影響，我們發現原來蝌蚪也會大欺小，越多大蝌蚪存在，會讓小蝌蚪成長變得較緩慢。

暑假與爸媽觀賞「幽浮展覽」，會場中看到美國羅斯維爾飛碟墜毀事件的模型，對於飛碟飛行的現象更是好奇，在無法親眼目睹飛碟的飛行的情況下，我們嘗試不用螺旋槳，而改用其他方式來模擬飛碟上升的狀況。我們查了很多資料，發現有一個是利用鋁片藉由電磁爐上升的實驗，這薄薄的鋁片就如同神秘的飛碟一樣，緩緩升空。但是電磁爐產生的電磁波，對人體是有害的。所以必須檢測出電磁爐安全的距離與強度，在安全範圍的情況下，以固定的位置與高度，利用攝影機錄下遠處的實驗，再將影像以單槍放大顯示，以確保實驗安全與準確。同時，為了解釋本實驗的原理，我們也想出了一個自製的器材，可以讓我們一面觀察鋁箔上升現象，一面對照解說這個實驗。透過實驗發現，在電磁爐上的鋁箔紙，如果範圍在電磁爐的線圈內部，同時重量輕、表面完全沒有撕裂、純鋁箔材質，這樣飛起來的效果比較好。

藉由同學的一瓶竹炭洗面乳，觸發了我們研究竹炭特性的好奇。而在學校的自然課上過「物質的變化」，我們知道竹子變成竹炭想必是屬於不可復原的變化，只是沒想到經過這變化竟然能使竹炭搖身一變成為消費者的新寵兒。既然老師常常告訴我們科學必須對人類有所貢獻，我們為了幫助班上的同學釐清他對竹炭粒子的迷惘，我們由自製竹炭開始，一步步地和竹炭有了親密的接觸。經由激烈的討論和實驗觀察後，我們發現竹炭粒子確實擁有一些特殊能力的唷！