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看海洋中的ET─章魚

生物課本下冊中,介紹了軟體動物的分類和幾種具代表性的動物,其中提到章魚的噴射行為,使我們留下深刻印象。在一個偶然的機會堙A我們到石門洞玩,剛好看到一個捕章魚的剛捕到一些小章魚上岸,我們看到章魚的動作相當可愛,就買回來飼養,為了飼養章魚我們就到圖書館查資料,發現章魚有異於一般水生動物的智慧,攝食、游泳等動作也有別於其他動物,經過一段時間的觀察,我們對章魚非常有興趣,於是對它作了一系列的探討。

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電解水及燃燒熱實驗的改進探討

我們喜歡動手作實驗,課本裡的每一實驗均被我們作過,理論與實驗仍十分配合。唯有電解水及燃燒熱讓我們感到困惑,或因誤差大,或因裝置不良等。因此請教老師,老師告訴我們:「要有客觀的實驗數據才能支持你們的看法。」同時給了我們兩本科展優勝作品專輯,要我們先收集資料,再作大膽的假設,動手實驗小心求證。

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傑利鼠的健身房─規律運動對小鼠的生長與學習記憶的影響

本研究主要目的在:證明長時間的規律運動能讓小鼠變「聰明」。具體目的如下:\r 1.了解長期規律運動對小鼠生長情形的影響。\r 2.了解長期規律運動對小鼠學習走迷宮能力的影響。\r 本研究採用小動物實驗法。先將小鼠隨機分組飼養,接著實施前測;依前測成績「S\r 型」分組。再先後實施「自主運動」和「強迫規律運動」,期間配合二十次的後測迷宮練習,\r 最後實施後測。\r 經由分析結果,獲得以下結論和建議:\r 一、結論部分\r 1.規律運動對小鼠生長情形有影響:\r (1)能調整吃食狀況,使趨於正常值;\r (2)喝水量的影響不如室溫明顯\r (3)能減輕並穩定體重。\r 2.規律運動對小鼠走迷宮的能力有影響:\r (1)能提升小鼠動作敏捷度;\r (2)能增強小鼠長期記憶力。\r 二、建議部分有:1.飼養小白鼠部分;2.後續研究部分。\r 三、結論的應用部分:\r 1.父母師長應幫助小朋友培養長期規律運動的好習慣\r 2..小朋友也應該自己主動接觸不同的運動項目或社團。

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變色杯的祕密~感溫變色材料的研究與應用

本研究來自於對便利商店兌換贈品~「阿朗基變色杯」的好奇,欲探究變色杯變色的機制與原因。研究透過資料蒐集,發現變色杯原理為感溫變色材料之應用,故針對各類變色杯及感溫變色微膠囊粉末的變色狀況、時間、溫度範圍進行實驗,了解變色杯的變色機制為感溫粉達特定溫度以上褪色的反應。研究進一步利用各色感溫粉的混色,及與顏料的混合,形成包含「新顏色感溫粉、二階段變色感溫粉、長範圍變色溫度感溫粉」等成果,使感溫粉變色應用更為多元。研究最後嘗試以各類溶劑混合感溫粉形成塗料,並探討在各類材質附著面的附著情形,發現利用白膠或膠水最適合作為感溫粉塗料的溶劑,將其運用在衣服及奶瓶上,形成生活中的感溫變色用品。

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n柱河內塔的策略研究與最佳化通式的尋找

我們研究出 柱河內塔的移動,可透過優選得到最佳化,並推出其通式。成功的解決了”Explorations in 4-peg Tower of Hanoi” ( Ben Houston & Hassan Masum , 2004 )這篇論文,所談及的『百年來,河內塔4柱以上的移動是不能証明最優化』。在研究過程中,我們透過移動策略與優選方法,發現將 柱河內塔完成移動所需的最少步數,依序寫成數列,其間關係存在有趣的巴斯卡三角圖型,利用此關聯性,我們成功的導出4柱、5柱、6柱的公式及可一般化的 柱最佳化通式,完整的解決 柱河內塔長期以來未能解決的問題。

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待「石」而「凍」,熊「鈣」讚!

石花菜是臺灣東北角重要的漁村文化產業,其細胞壁遇熱90℃以上會釋出親水性黏性多聚醣-瓊脂,它的構造是由長鏈狀瓊脂醣和瓊脂膠所組成,當溫度低於45℃時,長鏈狀結構會因氫鍵結合成雙股螺旋狀,最後再變成網狀凝膠體,也就是我們俗稱的石花凍;而東北角常見石花菜-瓊脂含量多寡分別為:鳳尾>小本>大本,當瓊脂濃度越高,凝膠速度越快,硬度越高,但若釋出過程中遇到酸鹼,會因長鏈狀瓊脂醣水解而降低凝膠效果,且濃度超過30%就不易凝膠,但若石花菜在凝膠過程中遇到鈣離子或是帶二價正電的離子時,凝膠效果會更佳,其主要原因為帶二價正電荷的離子可以形成鍵橋連結水解狀態長鏈瓊脂醣的CH2O-,使長鏈狀可以較快速形成穩定的網狀結構。

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鹿的角為什麼每年都會脫落?

從動物分類學來看,屬於鹿科的動物約有六十種,包括體重僅八公斤的普渡鹿,以及重達八百公斤的糜鹿。牠們共通的特徵是,具有分叉、呈樹枝狀的角,而且只有雄鹿才有角。唯一的例外是馴鹿,也就拉聖誕老人雪橇的那種鹿,牠們的雌鹿和雄鹿都有角。 雄鹿的角到了秋天末期會脫落,第二年春天長出新角。剛長出的新角包覆著柔軟的皮,裡面有血液循環,這時切斷的新角就是有名的中藥藥材──鹿茸。雖然牛也有角,但牛角是角質的鞘被蓋變成骨質的蕊部,與鹿角的構造完全不同,而且牛角不呈分叉的枝狀,也不會每年換新。在非洲常見的多種羚羊,角也不分叉,和羊一樣是牛的同類。 那麼鹿角有什麼功能?過去認為鹿角是鹿用來抵抗捕食者的武器,但這種說法並不合理。因為雄鹿只在夏天和秋天才具有角,雄鹿通常自己生活,在交尾、繁殖期時才和一群雌鹿一起生活。那麼沒有角的雌鹿如何抵抗害敵? 其實具有角的雄鹿遇到捕食者還是以逃跑為先,無路可逃時,才會以角抵抗。雄鹿的角主要是尋偶期和其他雄鹿爭奪雌鹿時的武器。過了尋偶、交尾期,雄鹿的角已沒有用處,便自然脫落。鹿角短小或有些缺陷的雄鹿,在爭鬥時絕對處於下風,而且雌鹿也只和具有大角的雄鹿交尾。因此雄鹿如果因為某些原因,在尋偶期來臨前無法長出完好的新角,今年就無法爭得雌鹿,留下自己的後代。不過明年春天牠仍有機會長出新角,和其他雄鹿爭奪雌鹿。看來鹿的社會中仍有一個很公平的競爭機制。

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萬年不朽的塑膠

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轉彎有道理

自從捷克小說《羅薩姆的萬能機器人》提出「Robot」這個詞彙之後,機器人已經成為常見的小說、電影題材,機器人在生活中的應用成為今天的重點產業,已經廣泛應用在工業自動化、軍事方面,機器人也逐漸走入家庭,無論是應用在哪方面,都必須解決如何定位(Localization)機器人的問題。為了解決這格問題,目前已經發展了GPS等方式「直接提供座標」來定位機器人。若機器人沒有定位器的輔助下,只能在機器人位置的觀點蒐集數據,其中機器視覺建構地圖(map building)是透過機器視覺的分析來建立周邊地圖,是一種常見的解決方案。這裡我們更進一步,進行只讓機器人擁有羅盤感應器和閉路伺服馬達的條件下的研究。

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不晃-會撞到地上-3D 模擬波動現象

波與波間干涉時,有相消性干涉與相長性干涉,當其為相長性干涉,就會將振幅加大,在高中物理教科書中學習到波的現象-波的傳播、波動函數、干涉、駐波等,但僅止於 1-dim 及 2-dim 之討論,且討論單純橫波及縱波現象,在此以一彈簧連接成一立方體模型來討論不同方式振動在 3-dim 空間中之波動現象,並以此延伸探討地震及海嘯諸多問題及研究。

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迷踨蝴蝶球之謎

棒球投手不但要會投快速直球,還要懂得變化球,藉以擾亂打擊手,掌控球局守勢,其中有一種讓球迷津津樂道、偏偏又令人不解的彈指球,以近乎不旋轉投出,竟得飄忽行徑,美譽蝴蝶球,本研究試以實驗解謎之。

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似水非水─有趣的顆粒體

選擇 BB 彈及鋼珠為研究的主體,經由簡單的實驗設計及數據處理,測量其在空心圓柱容器中水平底部的靜態鉛直壓力,分析其出底部水平孔口的流量速率,及流量速率與孔口半徑的關係,並觀察其堵塞和流動現象。發現雖然流動的BB 彈(鋼珠)類似流動的水,但兩者間確有一些不同。

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