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在學校所舉辦的自然研討會上,我們認識了「蝎虎」這號人物,對於這位俗稱「壁虎」的仁兄所特有的生理機制產生了極大的研究興趣,在好奇心及求知慾驅使下,我們幾位有心研究的科學夥伴,偕同指導老師的熱心協助下,攜手共踏上這段趣味知性的「科學之旅」。
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「螺」生門~翻轉螺的生態與生活習性探討
螺,生長在水中,是平常生活裡十分常見的生物。以淡水螺類來說,水田、溝渠、池坑、\r 埤塘、溪流…等水域,都能見到牠們的蹤影。只是,一般螺類體型不大、不太起眼,因此除\r 了影響農作物的負面消息報導之外,很少受到關心和注意。\r 近來,水資源的珍惜與水域環境、水質維護逐漸受到重視,我們也開始注意校園水域的\r 生態與水質污染問題。在這個過程中,老師曾提到有一種被稱為「翻轉螺」的生物,對水質\r 的污染具有察覺性,可作為水域環境變化的指標性生物。因此,我們想研究這種螺,觀察牠\r 與溪流裡其它螺類的差異性在哪?身體構造及生殖方式有什麼不同。同時,研究牠在校園中、\r 水塘、溪流的生活型態、覓食行為。另一方面,探討翻轉螺對光線、溫度、顏色的反應。此\r 外,我們以所學到的水溶液酸鹼性單元來檢測牠對於酸鹼、鹽等溶液的耐受範圍以及對環境\r 變化的反應,期望在這些觀察研究中能發現牠的生態特徵,以及能提供的環境資訊。經過老\r 師的熱心指導,同學們間的努力不懈,在這一系列的實驗中發現許多有趣的現象及寶貴的知\r 識喔!
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大有「旋機」—透過旋轉式機制重新探討機翼升力
在本實驗中,我們將測量升力常見的「懸吊式」裝置改良為「旋轉式」裝置,透過馬達轉動,會產生電力的原理延伸:以馬達為主體,並將機翼接於馬達上,此時產生的電流大小,即定義為機翼升力大小。並配合月曆紙與珍珠板所製作的環保風洞,測量不同長、寬及弧高位置的機翼,更透過雙腳釘更進一步的測量前、後掠式的機翼升力,也另外探討了表面材質對機翼升力的影響。
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以Geobacillus thermoleovorans T4菌株轉化農業廢棄纖維素為葡萄糖以發展生質酒精之研究
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金箍棒變身-鐵棒在外加磁場下磁致伸縮及側向調控
本研究利用光學方法中的光槓桿原理測量鐵棒在外加磁場下的工作特性。而本研究分為四大部分: 第一部分是探討鐵棒及不鏽鋼棒的磁滯曲線;第二部份是將鐵棒及不鏽鋼棒通入直/交流磁場並觀察其工作特性;第三部分是進行磁致伸縮應力的測試;第四部分是用強力磁鐵給予鐵棒二維側向磁場並觀察其工作特性。 和壓電晶片相比,磁致伸縮材料能量較大、可接受之頻率範圍較廣,因此成為現今科技中的主要應用對象,未來希望磁致伸縮材料可以運用在聲納、消震器及電鑽上;而運用側向磁場來進行調控的部分,則希望能運用在高精密電子儀器及變壓器的消音上。
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我們村子是出產鱔魚的地方。鱔魚很「補」,價錢很高,捉繕魚是最好的副業“每天放學回家,我就背著魚簍去田裡「放」,隔天一大早就去收,我多麼盼望簍子都裝滿了魚!可是打開後,大部份都沒有,有時甚至是一條可怕的水蛇,田裡鱔魚很多,為什麼捉不到呢?是魚簍不好?是放法不對?……我想:一定可以研究出捉魚更多方法。
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紙是日常生活中常見的物品,舉凡報章雜誌或日曆等的材質都是紙,但一張紙能承載的\r 重量有多大,幾乎沒有人可以講出很明確的答案,我們就以這樣的概念和想法,來設計四大\r 類的實驗:(1)紙張重量測試;(2)紙張載重測試;(3)沾濕烘乾後之紙張載重測試;(4)紙張載\r 重後之擺動強度測試。想從中了解不同紙材承載重量是否會有明顯差異,最後發現到牛皮塑\r 膠紙袋的承載能力最強,而手把洞口愈小或離紙張邊緣愈遠的,其承載能力會有明顯增加;\r 另沾濕烘乾後之紙張載重測試,除亮面海報紙承載重量略降外,其它印刷宣傳單、大賣場DM\r 目錄紙和報紙都略為提升。雖然結果發現,環保紙袋的可行性及實用性並不高,但從這樣的\r 實驗中,我們體驗到紙的承載能力,並沒有想像中那麼脆弱。
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參加北區科展之後我們小組希望能夠更有效的解決交通問題,所以我們四人小組才決定作出這個我們理想中的完美交通安全道路,用我們所學到知識希望能做出一個,適合在台灣的部分特定地區所適用的管理模組,我們所做的管理模組中,有目前道路上最基本的功能,另外我們有另外裝設了紅外線人體感測器,車流量的比較而作出較人性化的變化,還有在公車站牌的地方裝設了一個以機器代替了人們舉手招攬公車的裝置,最後還增設了,若駕駛在重要道路上臨時停車,而妨害交通的順暢,我們可以感應到並且通知,拖車隊前來拖吊或是交通警察前來處理,但是最重要的是要遵守交通規則,這才是解決的根本之道。
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我們是一群農家子弟,家裏世代務農,家裡生計所依靠的,都就是家裏的那一片田地,從我有記憶開始,家中那一塊農田,就掌管了我家生計大權,家中一切開銷舉凡家中婚喪喜慶生老病死甚至一日三餐及我們的學費,全靠這塊農地的收成支付。父母親每天天色未亮即起身下田,往往忙到伸手不見五指才回家休息,平常假日我們也都必須幫忙農作,日復一日,似乎家裏的經濟情形一直未見改善。\r 每次農作物收成時,似乎都少了那一份豐收的喜悅,因為當天候良好,農作物成長快速導致生產過剩,市場價格低落,收入不夠成本,父母親捨不得辛苦耕作收成因賣不出去壞掉,不是醃起來就是曬乾作成菜乾貯藏起來食用或是販賣來貼補家用。\r 而每當颱風來襲,受傷害最大的往往是我們,雖然市場上農產品價格馬上反應飆漲,家庭主婦為了顧及家人飲食營養均衡,忍痛購買高價蔬菜,但因為農作物受損我們反而無法收成,家裏經濟來源斷絕,父親總是跟親戚朋友們借錢,來作災後復健工作及應付家裏生活開支。每次有颱風來襲,就必須全家總動員,到田裏做防颱準備,以免辛苦耕作成果受到颱風摧殘而血本無歸。\r 身為農家子弟,所以我非常能夠了解農民的辛勞,豐收時沒有喜悅,每當天災蟲害時農民總要拾起那受傷流血的心重新來過,父母親深怕我們也受這種苦因此堅持我要讀工業類科習得一技之長,早日脫離務農生涯。\r 在學校學到冷氣機可以冷卻及除濕這時使我有了一個念頭,我為何不把所學的學以致用,利用冷氣機的冷卻及除濕原理來吸收農產品中水分,在使被乾燥物色澤及質量變化最少情況下達到乾燥效果,於是跟老師和同學研究了許久,終於想到了可以用冷凍乾燥法,來吸收乾燥物中的水份,既不會破壞蔬菜的口味和口感,也能保存它的營養成分。於是我們進行了此次研究。
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本研究主要是由文獻中〝巧斷金練〞一條二十三環金練一天付一環之斷金問題延伸探討一條有k 環的鍊子,依假設每天需給付m 環,給付環數不同情況下,推導出在每一假設條件下之項鍊最大環數、切開環各段環節的環數、被切開環的序號等公式,進而再推研一條項鍊與一圈項鍊之差異性。首先我們先由一天付一個環、兩個環、三個環、四個環進行實驗、尋找規律、驗證推導公式,進而推導出一天付m 個環之情況。其次我們又進一步研究若為一圈密合項鍊在與一條項鍊假設條件相同之情況變化為何進行研究。總結我們研究推導出許多可行的公式,統整後歸納於結論即討論中。
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舉尾蟻共和國—舉尾蟻群體行為的再研究
本研究之目的是在野外觀察舉尾蟻的行為,並以「舉尾蟻的築巢行為」、「不同『生態區位』下,舉尾蟻的相異築巢模式」、「舉尾蟻覓食路徑的建立,與覓食路徑中斷後的行為比較」、「舉尾蟻及長腳捷蟻與介殼蟲共生行為的比較」、「舉尾蟻群面對不同外來傷害的反應比較」等五個面向來進行觀察、比較並討論,其主要結果如下:一、舉尾蟻築巢與人類築屋在結構上有許多相通之處,蟻巢先以交錯的草枝架構起蟻巢的形狀,而後再覆上腐質土,就如同鋼筋混凝土結構一般,有著抗壓的功能,並以最少、最輕的原料作最大空間的運用。二、舉尾蟻在樹上築一個典型的「卵形巢」之前,會經歷許多「過渡型蟻巢」的時期。並依舉尾蟻群在「生態區位」內競爭優勢的不同,來決定是否能擴大蟻群規模,並且築成一個典型的「卵形巢」。三、舉尾蟻覓食路徑的建立與費落蒙有著十分密切的關係,但是覓食路徑中斷後,中斷兩端的舉尾蟻群有著十分不同的行為,原因在於不同的費落蒙分別指引著「覓食」與「返巢」的行為。四、舉尾蟻及長腳捷蟻與介殼蟲共生的行為,目的都是為了取食介殼蟲所分泌的「蜜露」。但是在蓄養的方式上,舉尾蟻像「農夫」一般,長腳捷蟻卻像「礦工」,就人類的進化觀點而言,舉尾蟻較長腳捷蟻的進化程度高。五、本研究所觀察的主要兩巢舉尾蟻分別因為「人為」與「非人為」的因素受到極大的傷害,但在全巢滅亡前,殘存的少部分舉尾蟻依「社會性昆蟲」分工的原則,分別多存活了三個月及一年。一隻舉尾蟻無法存活,一群舉尾蟻,即使是一小群,在遵行「社會性分工」的原則下,仍然可以活得很好,「社會性昆蟲」的優勢,由此可見。
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自然界中,銀為金屬導電度之冠,其電阻極低;炭,是唯一可導電的非金屬,於是就想嘗試把這兩種不同特性的元素結合。竹炭是炭的一種,可導電,又為再生性資源,也是台灣最近這幾年來積極開發的新型環保材料,更享有「黑鑽石」的美譽。本研究嘗試將銀與竹炭兩種不同材料結合,研發出金屬結合非金屬的複合導電材質。本研究成功研發出製作竹炭銀粉末的方法並壓成錠狀:利用銀鏡反應將銀包覆在微米級竹炭粉上,並將竹炭銀粉壓成錠狀;找出竹炭銀錠最佳導電度的質量比例,竹炭與銀的比為1:9竹炭銀錠可導電,電阻介於純銀與炭(石墨)之間,其電阻極低,將來可應用在代替石墨作為電池的電極,對提升導電度會有幫助。
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