生物及地球科學科

我們以人類最常聽到的 250Hz～8000Hz 來測試耳殼的細微構造對收音的影響，並加以校正，再分別用去 A（外耳輪）、去 B（逆耳輪）、填 C（凹陷）、去 D（耳屏）、去 E（耳珠）的耳殼來測試，收集資料並建立完整的比較圖表，且在分析整理資料時發現耳朵有分工合作及各部位有選擇特有的聲頻放大或縮小的功能。本實驗的結果對我們的生活有很大的幫助，例如可利用這個特性來研發產品幫助聽障朋友，而另一項可能的應用則是應用我們的發現依照當代的動物及古代的生物耳殼的構造去闡試其所處的生態環境，對其生活使能有進一步的認識。

台灣夏秋雨季常有颱風侵襲，甚至有雙颱同時影響的歷史紀錄，對於雙颱的產生和本身的交互作用，一直是引人注意的話題。本實驗的目的為利用自然界的重力和科氏力所產生穩定的兩個水漩渦，模擬兩個颱風的交互作用，並利用紅墨水來增加觀察的便利性，探索藤原效應的理論。由於器材的簡易特性，所以隨時都可操作，讓我們體會到複雜的原理可用簡單的器材進行了解。對於實驗所得結論，除了和理論刎合之外，當中有關水位高低和漩渦形成關係，孔徑大小變化對兩漩渦之間的拉扯，牽引，結合的影響，更可以進一步深究。

蝴蝶是種常見的昆蟲，要觀察牠們其實並不困難，所以本研究將六種常見以芸香科( Rutacede )植物為食的大鳳蝶、黑鳳蝶、玉帶鳳蝶、柑橘鳳蝶、台灣白紋鳳蝶、烏鴉鳳蝶等做了詳實的生活史紀錄與各階段的差異。在傳統的蝴蝶分類都以型態來區別，製作生物分類檢索表是鑑定生物的重要工具之一，所以本實驗依據鱗片的型態製作出芸香科六種鳳蝶鱗片檢索表，此結果有助於未來研究蝴蝶初步鑑定的參考價值。

我們將前年研究淡水河沉積與沖刷作用所得結果簡略說明如下：（一）平水期：（1）河水因潮汐影響（感潮帶）退水過程沉積速率大於漲水過程。（2）在河流交會處（大漢溪與新店溪、淡水河與基隆河），沉積速率遠大於沖刷侵蝕的速率。（二）豐水期：（1）淡水河河道較窄處（如台北橋、關渡橋附近），沖刷速率約略等於沉積速率。（2）在河流交會處沉積速率大於沖刷的速率。（三）平水期河道的沉積物，主要來自都市廢水中的懸浮物質、有機物質及少量泥沙。豐水期沉積物質來源大部份是河水由上游搬運而下的泥沙。（四）感潮帶漲退的鹹水、淡水交界區在中興橋與台北橋之間。河水感潮最上游：新店溪在秀朗橋附近，大漢溪在浮洲橋附近，基隆河在汐止的社后橋附近。

本研究是為了觀察小丑魚的巡邏範圍和牠與海葵的共生關係。小丑魚的游程是短距離而非遠距離，一游出海葵將遭到攻擊。觀察小丑魚的領域以海葵為中心，並確定視覺是否為辨識領域的重要因素。從1868 年自然學家Dr. Cuthbert Collingwood 發現小丑魚和海葵有親密共生關係，許多人被牠的美和海葵的親密關係所著迷，因此小丑魚和海葵是水族箱裡重要角色。如果放入水族箱裡海葵會展現與大自然中的海葵不同的型態，所以在水族箱裡不易看到海葵最自然的型態。台灣有5 種小丑魚，而在綠島有4 種，最普遍是白條和克氏小丑魚，其他兩種為粉紅和公主小丑魚，但分佈不多。本實驗由教師與潛水教練訓練學生利用水肺潛入綠島海中，約6 米至18 米深度觀察小丑魚和海葵的共生關係，困難點為利用水肺功能需有良好的海況及能見度才容易觀察，在海下觀察只能維持30~50 分鐘，所以不易作連續觀察。我們發現小丑魚可以利用週遭的地形或物體做指標而巡邏牠們的領區，牠們在白天能看到其他游過的魚群或進入牠們領域範圍的魚類，選擇性的把牠們趕走。不同種類的小丑魚區域的範圍大小有所不同，有些巡邏時離海葵可以遠到3~4 米左右，其他較溫馴小丑魚的會接近海葵，但當其他生物侵入海葵時會展現猛烈的攻擊。小丑魚大部分不會游離海葵太遠，而視覺的能力在晚上會降低許多。

馬利筋(Asclepias curassavica L.)是普遍栽植在校園或公園裡的食草兼蜜源植物。它跟授粉者有互利共生的關係，花朵構造特殊而且需經過一連串機制才能完成授粉。馬利筋的雄蕊與雌蕊癒合成一個特殊的蕊柱(gynostemium)，藉由構造上的導引讓授粉者能把花粉塊從管狀雄蕊中抽出來，再經過粉塊柄(translator)散失水分後而扭轉。然後花藥單位被帶到另一朵已經空出相對位置的蕊柱上，花粉塊碰到柱頭而達到授粉的目的。樺斑蝶與馬利筋的共生關係很巧妙的完成了傳粉的目的，但是結果的機率似乎不高。不過因為植株本身有毒、無性生殖能力強、一個果實有多個種子以及種子有毛能隨風飄散等條件，所以還是使得馬利筋順利的在台灣繁衍下來。

經過一次天文研習營，我們對月球產生很大的興趣，進而展開一連串研究月球的過程。首先，我們利用天文望遠鏡和相機拍下月球表面圖，算出隕石坑的直徑深度比。接著模擬各種隕石撞擊月面的情形，包括不同的沙子大小，隕石大小，入射角度，入射速率及地下層結構，並量出模擬隕石坑的直徑深度比。最後將月球表面圖上所選取的隕石坑的直徑深度比和模擬撞擊實驗的比值比做比較，找出較吻合的情況，來研究月球的結構。根據比較的結果我們推測月球以前內部可能有類似地球軟流圈的構造，也可能是有些空洞，或都是硬的岩石。模擬撞擊是輔助我們了解月球結構的方法，但受限於月球的歷史很長，無法推斷隕石撞擊的時間及隕石坑的風化速率，因此誤差在所難免。

要能明顯看出二氧化碳氣體造成溫室效應之效果，需以紅外線加熱器來當作熱源，選擇裝氣體的容器之體積亦不能太小且不能搖晃氣瓶以免內部溫度明顯上升造成起始條件的不同；添加氯化鈣可吸收水氣排除其影響實驗值的觀察。溫度的高低比通入氣體種類更能直接影響綠豆植物的成長，在較高溫環境中，綠豆成長較為快速。在 3.5％鹽水的實驗系統中，鹽水的體積膨脹係數為 0.00013(1/ )℃ 且在 4℃時的體積理論值為 145.477 ml 與實驗值 145.5ml相符，證明我們所設計簡易的測量液體體積膨脹係數的方法與工具確實可行且可充作教材教具，來說明海面上升的原因除了全球溫度上升造成極區冰層、冰川熔化，淡水流入海洋所造成的影響之外，海水因為溫度上升所造成的體積膨脹亦不可忽視。

本研究是以台南市安平海水浴場的濱海植物為研究對象，觀測的季節為秋冬兩季。在研究過程中，我們發現濱海植物，主要以馬鞍籐、濱馬齒、鐵線草、蘆葦、牛筋草等為主。在研究結果中，馬鞍籐蔓莖的延長性最長，數量最多，其蔓莖生長的方向主要以東北邊為主，並且是海岸滿潮線以上最先出現的先驅者。在定沙力道方面，以蘆葦的定沙力道最強，其次為牛筋草。而定沙力道的強弱與植物的根系有關：主根越深、鬚根越多與沙粒的膠結面積越大，其定沙力道就會越強大，具有良好的固沙作用。對於人工消波塊的功用，雖然可以削弱海浪侵蝕的能量，但是對於沙土的固定作用是比較缺乏的，因此建議可以在海岸的邊坡地區，種植鐵線草來協助固沙，這樣應用自然界的力量來解決大自然的問題，才是對地球的永續經營。

重金屬污染日趨嚴重，引起我們的注意。將 50mg/L 銅離子水溶液進行以沸石、便宜活性碳、陽離子交換樹脂、碎磚頭、石英石、蛇木屑、椰殼活性碳、麥飯石、稻桿為濾材的過濾實驗。藉導電度的測量了解過濾時水中離子變化。以酸鹼度推測銅離子的變化，因硫酸銅在水中可解離形成銅離子與硫酸根離子。銅離子會與水結合成為氫氧化銅與氫離子，氫離子增加使水溶液呈酸性。實驗發現銅離子濃度與沼蝦存活率成反比。但有些標榜過濾重金屬的濾材，含金屬氧化物，雖然可以吸附銅離子，但其過濾出水溶液卻對沼蝦更具毒性。工廠若排放含重金屬之污水，一旦進入環境中，可能所產生的交互作用遠超出我們的預期，影響環境生態，請大家重視排放廢水及重金屬的問題。