第一名

在一次研討會中，劉江楓教授介紹了數種在加拿大訓練資優生的數學玩具，其中一種玩具引起了我們研究的興趣，它是從魔術方塊及中國的七巧板演變而來，是由十二塊菱形(如圖一)所組成，去排成數種不同的圖形。但排的原則是"相鄰必須同色"，我們即以其中一種圖形(如圖二)，展開一連串的探索過程。

膠體溶液和真溶液的差別，除了粒徑大小不同之外(膠體:：1—1000nm，真溶液： \r 這次研究的實驗總共分五大部分，用實驗的結果來逐一檢視一價和二價離子以及不帶電的粒子，皆普遍出現廷得耳效應的現象。第一部份總共又分兩大系列:一是對許多種化合物以高速離心的方法去雜質之後來觀察廷得耳效應，二是利用揮發原理，將極純淨且易溶於水的氣體，溶於純水，得到帶電離子水溶液，以觀察廷得耳效應。第三部分是利用光度計測出不同價數的水溶液，它們廷得耳效應的強弱比較。從此一實驗除了可推知越高價數的廷得耳效應越顯著外，也可從此實驗確定一、二價化合物都是膠體溶液。第四部分是做吸收光度的實驗，用分光光度計來測出某些化合物在室溫下和接近攝氏100。C\r 的吸光度差別，來證明水團膠體之存在。第三部分是運用同濃度的兩物質(KClO4 和CaSO4;NaClO4 和MgSO4)，溶於水解離後，產生質量相似但電荷不同的粒子(K+︰39、Ca2+︰40、ClO4-︰99.5、 SO42-︰96 ; Na+： 23、Mg2+：24、ClO4-︰99.5、 SO42-︰96)，在同溫度、同濃度、同電壓下測出電流大小，由電流大小可以先證實二價離子的泳速較慢，推估二價離子外包有比一價離子大的水團，因此比較出一價水團膠體和二價水團膠體的大小，再配合【阻力按斯托克斯(Stokes)定律】，推算出一價、二價水團膠體之面積比。第四部份是做LiCl、NaCl、KCl\r ; KCl、KF、KI 兩系列水溶液導電能力的研究，結果發現導電能力大小竟與分子量無關，表示離子上所附著的水分子數一定非常可觀，而非個位數，間接證明水團膠體的存在。由此一系列的實驗可以證明，幾乎所有的離子和極性物質水溶液都是膠體。 \r 註 1：\r \r 註 2：物理學家算?膠體的大小1—1000nm 是可被可見光明顯散射，而且在小於47nm 的顆 粒下散射能力跟波長四次方成反比，也就是說紫光和藍光的散射能力”極”優於紅光

在五下自然課“光合作用”的單元中，我們了解只要含有葉綠素的植物，以二氧化碳和水為原料，經過光線的照射就能製造養分並放出氧氣。 在偶然的機會，看到高中大姐姐生物課本也有光合作用單元，可是裡面居然有一段敘述這樣寫著：“據佔計地球上植物行光合作用每年可產生 3410 億公噸葡萄糖和3640 億公噸氧氣，同時消耗 5000 億公噸二氧化碳，而大約百分之十的光合作用是由陸生植物完成，其餘百分之九十是由水生值物完成的。”，這訊息強烈震撼了我們！ “百分之九十”怎麼不是由我們所熟悉而常接觸的陸生植物，卻是由我們所不注意的水生植物呢？既然水生植物可消耗這麼多的二氧化碳，是否可以增加水生植物的數量或增進水生植物的光合作用來消耗更多的二氧化碳，藉此解決地球目前所面臨日益嚴重的溫室效應呢？ 於是同學們利用假日相邀逛花市的水族世界，和大大小小的水族館，逐漸進入色彩繽紛、五花八門的水草領域，也決定進行一連串的實驗來窺探水生植物行光合作用的奧秘。

本校所舉辦自然科學有獎徵答第三次題目是：兩數目加等於這兩數相乘，即甲＋乙=甲 × 乙，任寫三個，第五次題目是：兩數相減等於這兩數相乘，即甲一乙＝甲 × 乙，任寫三個，我們把答對的答案 加以整理、發現答案各有很多種，我們想能不能就答案中找出解題的簡便法，於是在研習活動中我們在老師的指導下，尋找解決方法：

「澱粉加碘液會呈現藍黑色」，真的是如此嗎？本研究以碘液去測定(1)生的澱粉類食物 (2)熟的澱粉類食物 (3)少量的澱粉粉末 (4)生的澱粉液 (5)水煮後澱粉液 (6)離心後澄清液 (7)生的澱粉類食物之搗碎物及汁液 (8)熟的澱粉類食物之水煮液。結果發現澱粉中會呈現藍色的關鍵成分(直鏈澱粉)，經水煮會溶於水中，所以碘液加在澱粉類食物的水煮液、水煮後澱粉液、離心後澄清液中，都會明顯出現藍黑色(或藍色)。我們也測出藍色的最大吸光度波長是 620nm，在這條件下測定樣品吸光度的大小，做為樣品顏色深淺的指標。此外，澱粉煮沸時間愈久，吸光度反而愈低，澱粉只要加 80℃的熱水，就可得到最大的吸光度，此結果最後由顯微鏡觀察澱粉粒的狀態而得到證實。

本研究以降低汙水中重金屬離子濃度，進行吸附與檢測的研究與改進。利用天然環保易分解且吸附效率高的材料－幾丁聚醣和聚麩胺酸(γ-PGA)，探討各種變因下對鉻、銅離子的吸附機制和效果。使用黏附幾丁聚醣的多孔性泡綿，並利用抽濾法，提高吸附的速度及效率，鉻、銅離子殘留率分別可達2.08%、11.23%。更發現一種新型吸附材料幾丁聚醣－γ-PGA複合材料，結合γ-PGA後，有效提升銅離子吸附效果。進一步運用分光光度儀檢測原理，以一個便宜的光敏電阻檢測裝置，結合吸附劑，研發出具「高效率、成本低、即時檢測」的重金屬離子吸附暨檢測之自動循環系統。對於2.0ppm之Cr6+(aq)，10.0ppm之Cu2+(aq)分別循環2、3小時後，殘留率為0.046%、0.074%。

學校後山坡是一大片沙地，每到晴天就有許多圓洞洞，有大，有小，排列美麗，但下雨天就沒有了，真奇怪，有一天老師帶我們去後山坡，把圓洞邊的沙都挖起來，結果裡面有一種小蟲，老師說它叫蟻獅是蛟的幼蟲，我覺得很奇怪，蟻獅為什麼要生活在黃沙裡？別的地方有沒有？它生活在沙裡怎麼行動？怎麼生活？怎麼覓食呢？這裡面一定有天大的秘密，便下決心研究。

“藍瓶反應”是一個常見的趣味實驗，以亞甲藍的藍色←→無色瞬間的變化令人稱奇。經過實驗，我們從許多不同的染色劑中，發現除亞甲藍之外，亦有能夠進行藍瓶反應的──“DCPIP”。於是我們進一步探討“DCPIP”的結構，並探討其可能的反應過程，及在不同條件下之反應速率。於是我們就發現了不僅葡萄糖、果糖、半乳糖可出現藍瓶現象，只要可以繼續氧化的官能基（例如羥基或醛），在其官能基附近有拉電子基的存在，亦產生效果絕佳的藍瓶反應。亦以葡萄糖本身為探討的主題，到底是哪一個官能基最有可能先開始反應？也探討DCPIP、氧氣、葡萄糖及氫氧化鈉四者之間可能發生的機制。我們也發現了藍瓶反應的現象要發生，四者的條件缺一不可。另我們亦以氧化電位及還原電位去探討其中可以變色的原因。於是就慢慢揭開藍瓶反應神秘的面紗。

在“高中數學──自然數系”書中，第六章自然數的除法運算裏，有一組問題如下：在圓周上取出 24 個等分點，分別記為 0 , 1 , 2 ， …… ， 23 (A)將0連到 6 ，將 1 連到 7 ，……，17 連到 23 ，這些直線段（圓上的弦），可以找到一個圓以這些直線段為切線（此圓為此直線族的包絡線）(B)將 1 連到 2 ， 2 連到 4 ，……， 11 連到 22 ， 12 連到 0 , 13 連到 2 ， ……， 23 連到 22 ，則這些弦的包絡線為一心臟線，這組問題引起我對包絡線的注意。 80 年暑假參加數學研習營，楊維哲教授談到“心臟線”是數個曲線族的包絡線，心臟線也是圓族的包絡線；因此更引發我對包絡線的興趣，想作更進一步的探討和研究。

大人都說要多吃菜、少吃肉，因為這樣會比較健康。 但是吃蔬菜真的一定比較安全健康嗎？ 沒有農藥殘留的蔬菜有沒有其它的問題呢？除了農藥問題之外，看似平凡簡單的蔬菜其實有著大學問呢！