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我們怎麼觀測天氣

當上自然科學第七冊「雲」時,老師講到各種雲彩、形狀、雲量對大自然影響很大,引起了我對她發生了莫大好奇,想瞭解她奧妙處,於是我與幾位好同學參加了本校的少年科學研究社氣象組,在老師的指導下,以實際的觀察和記錄,從事天氣變化的研究。

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孵化條件對雉科鳥類性別的影響

現在的生物學一般認為雉科鳥類早在孵化前即決定其性別,受環境影響不大,但是在一連串的實驗中,我們發現了其實孵化條件對雉科鳥類性別是有很顯著的影響,而在眾多孵化條件中,溫度對其仔代性別影響最為顯著。

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垂直VS水平─震動對農作物產量的研究

我們這份作品主要是在探討垂直震動與水平震動對實驗中的農作物(苜蓿、小白菜),當處於每日固定時間的震動環境中,其發芽率與農作物重量增加值的情形。實驗分為實驗組與對照組,每天中午啟動垂直或水平震動裝置各 20、15、10、5 分鐘(震動強度大小相同);對照組不予以任何處理,震動時間 0 分鐘。然後每天觀察農作物的發芽數目及幼苗的重量增減狀況,計算出種子發芽率與幼苗重量增加值後,再將結果製表繪圖紀錄下來。研究結果發現,受垂直震動影響的苜蓿與小白菜種子發芽速率較快,發芽率高於未受垂直震動影響的苜蓿與小白菜種子。實驗中的農作物種子每日受到垂直震動時,可能增進了發芽機制的運行,因此使得發芽率高於沒有受到垂直震動影響的農作物種子。受水平震動影響的苜蓿與小白菜種子發芽速率較慢,發芽率低於未受水平震動影響的苜蓿與小白菜種子。實驗中的農作物種子每日受到水平震動時,可能影響了發芽機制的運行,因此導致發芽率低於沒有受到水平震動影響的農作物種子。受垂直震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗重量增加值較大,總重量增加值高於未受垂直震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗。實驗中的農作物幼苗每日受到垂直震動時,可能增進了植物生長機制的運行,因此使得重量增加值高於沒有受到垂直震動影響的農作物幼苗,這也可能和生長素的分布有關。受水平震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗重量增加值較小,總重量增加值低於未受水平震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗。實驗中的農作物幼苗每日受到水平震動時,可能影響了生長素的分布,因而抑制或延緩植物生長機制的運行,因此使得重量增加值低於沒有受到水平震動影響的農作物幼苗。綜合言之,我們的實驗發現:每日固定時間的震動以及震動的方式(垂直或水平),確實對於實驗中的苜蓿與小白菜種子及幼苗產生萌芽及生長上的增進或阻礙現象。

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化腐朽為神奇--蝦兵蟹將立大功

由蝦蟹外殼廢棄物以鹽酸及氫氧化鈉處理,可以萃取幾丁質(Chitin),作為多種用途,其中一項為淨水。由於自來水中含有氯,清洗蔬菜水果時,氯會被蔬果吸附,食用後對身體不好,若能加入蝦蟹殼先行吸走氯,則食用蔬果就很安心。幾丁質對抑制細菌功能良好,因此在野外求生時,野外水源可以用幾丁質來淨化,而後飲用。以蝦蟹殼廢棄物可以自製日常生活用淨水器,達廢棄物再利用的目的,值得推廣。

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水作成的旋轉反射鏡

攪拌水時可以發現液面中心會下凹成一曲面,我們用雷射筆射在液面上發現會反射聚焦成一點,看起來就好像是由水作成的反射鏡一樣,我們想研究看看,轉動速度的快慢,對旋轉之後結量出焦點(84年全國科展物理科第一名作品;這是在靜態中測量,對於旋團時動態的焦點則無法得知。利用凹面鏡可反射光線聚焦,應用在日常生活中極廣,但是若讓鏡面旋轉時焦距如何?\r 我們試著來研究轉動中的液體,其聚焦情形與轉速的關係,利用雷射光的直線性及單束光較容易觀察與測量的性質,設計裝置來研究液體旋轉時的焦點位置及其影響機制。期能對旋轉液體的光學性質更進一步了解。

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翻落山頭的火燒風-台東焚風探究

利用中央氣象局之氣象資料,針對台東地區之颱風引發焚風案例進行分析,發現台東地區因颱風引發焚風之次數較其它地區多;焚風發生時,氣溫和相對濕度有較一致的變化,風向以西-西南風為主,但台東各地發生焚風時在時間順序和強度上有差異 類和 2 類之侵台颱風路徑最常引發台東焚風,台東發生焚風時,颱風中心位置之可能範圍約在北緯 23 度 40分至 25 度 30 分間、東經 120 度 0 分至 121 度 50 分之間;地形因素可能是造成台東地區焚風次數較多、以及大武之焚風現象常較輕微的原因。

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鑲嵌問題──從平面到空間到球面

在日常生活中,我們到處可見許多磁磚、壁紙,都是利用邊長相同的正多邊形組合而成。 甚至大自然界的蜂窩形狀(如圖)亦正是正六邊形鑲嵌而成。 到底那些正多邊形的組合可鑲嵌成一個面呢?依此問題,平行類推,到底那些正多面體(或「半正多面體」)的組合可鑲嵌整個空間呢?這個問題,引起我們的興趣。

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崩塌的田寮河

去年我和叔叔到觀華戲院看電影,路過田寮河,看到在仁一路靠田寮河堤岸的路面破裂、下陷,四周有很多人在勘察,我覺得很奇怪懷著這樣的心情和疑問進到電影院,也無心盡情欣賞了,回到學校後我和呂淑怡提起這件事,因為我們是五堵國小少年科學營、地球科學組的組員,因而興起研究的念頭。在我們研究過程中據專家和市政府的人員告訴我們都是板樁打得不夠深,施工技術有問題,但是是什麼原因讓那些打得不夠深的板樁產生崩塌呢?雖然專家只有討論板樁的問題;俱是我們認為造成板樁的崩塌-定有其它的外在因素,因此我們排除偷工減料、板樁等問題,直接深入的調查它最根本的原因,也就是說:那些因素決定了板樁要打多深?我們懷著無比的興趣,在老師的指導下一步步的探討它的原因。

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新型位值算盤的研製

數學是學生最感頭痛的學科,教師們為了破除學生對數學科的畏懼,無不挖空心思,運用各種方法進行教學,冀望學生有朝一日能頓悟做數學的樂趣,而順利達成教學目標。在許多教學方法中,最有效也最受學生歡迎的莫過於多利用教具了。好的教具能協助效師與學生的溝通,也能使教者與學者兩方面都感到輕鬆愉快。經由教具的協助,可能使教學收到事半功倍的效果,這樣的教具當然能受到師生的歡迎,並且很樂意常加利用。相反的,如果某種教具,使用不夠方便,溝通又不容易,讓使用者覺得有了它反而是一種累贅時,這樣的教具就註定要遭到摒棄,而被塵封於倉庫裡。近幾年來,教育廳曾配發給學校許多教具,這些教具大都是方便而有效的好教具,因此很受學校的歡迎。可是其中卻有一種“位值算盤”自從配發以來就很少有人動用過。由於它的數量相當多(註一),應該是經專家認定為值得推廣的優良教具才對,然而為什麼它會被如此冷落呢?其中的因由何在?為了探究它失寵的道理,於是我們開始進行這項研究。

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追尋我們的根

政府為喚醒國人不絕如縷的重「根」愛「源」的情思,今年國民小學四年級社會科試用本,重心就放在「台灣與大陸」的關係,指導小學生如何去追追追尋循循,追尋我們的「根」和「源」。我們為了達成這個深具教育意義的教學目標,並響應迎接自強年委員會之「愛鄉更愛國」運動。本校特成立調查研究小組,利用課外時間,從事以下各項調查,並將研究結果提供給國立編譯館,俾作修訂時參考之用。

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運用氣動肌肉缸模擬上臂肌肉控制之研究

本研究運用氣動肌肉缸模擬手臂之控制,藉由仿照人體肌肉與骨骼建構人形機器人的手臂運作。製作氣動肌肉缸,探討不同長度及材質,充氣量及伸縮量的關係,測試氣動肌肉缸最佳的運作效果。3D列印肱、肘部的骨骼模型,參考韌帶、肌腱及肌肉的實際組成,運用彈力繩仿製韌帶,利用柔性材質TPC列印肌腱配合束帶固定氣動肌肉缸固定肱二頭肌、肱三頭肌及其他肌肉,動力採用單一幫浦模仿人類單一心臟的運作模式,透過程式控制電磁閥的充氣、放氣及堵氣,確實建立一個可以執行數種上臂動作的仿生人體手臂。未來,追加更多手臂上的肌肉,讓我們的手臂能有更多的控制方向,並且結合機械學習與影像辨識,以因應更複雜的仿生控制。

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老菌新希望──談以Pseudomonasmendocina菌株降解污染

本研究發現採自中石化安順廠之污染土壤、乾淨土壤以及製備土\r 壤中有微生物的生長;由文獻資料得知Pseudomonas mendocina\r NSYSU(簡稱P. mendocina)即來自中石化土壤,具有降解五氯酚的能\r 力,於是利用此菌進行PCDD/Fs 降解試驗,結果顯示約21 天PCDD/Fs\r 即有明顯降解,並分析出降解OCDF 的反應級數較OCDD 為小。同\r 時觀察到P. mendocina 在汞污染之戴奧辛土壤中,可達50 ppm 之高\r 汞耐受度,並進一步降解戴奧辛化合物。\r 我更以標準品成功地發現P. mendocina 對於戴奧辛類化合物有更\r 明顯之降解效果,約12 天即有樣品幾乎完全降解,且降解最明顯的\r 2,3',4,4',5,5'-HxCB 反應級數約屬0 級,即以一穩定的速率進行降解。\r 由研究結果,明顯看出P. mendocina 菌株雖是為人熟知的菌屬,\r 但我們卻賦予牠新的功能與希望,為人們開發出以生物復育改善污染\r 環境的一種新方法。

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