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探索內太空——從郵票看深海潛航的百年演進

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精雕花刃的草叢獵人--棕汙斑螳螂

本研究針對臺灣棕汙斑螳進行生活史紀錄,並釐清螵蛸孵化時間與溫度的關係,及螳螂捕食與獵物體型的關係。棕汙斑螳從孵化到成蟲經過九次脫皮,體色多變,雌、雄蟲比例懸殊約8:2,雌螳交尾後可產卵6次以上,螵蛸平均可孵化約104隻幼螳,初期產的螵蛸孵化隻數較多,越晚產出螵蛸孵化隻數越少。 實驗冬天室溫與溫室比較孵化期溫度影響,發現溫度愈高螵蛸孵化時間愈短,與當年度月均溫變化率相同,取用此趨勢線公式將溫度帶入,以積分累積方式,便可預估孵化時間。 棕汙斑螳捕食以本身1/5體型獵物最喜愛,能在光線極低環境仍能捕捉獵物,對於螢幕播放移動昆蟲能區分真實程度,也能分辨不同昆蟲種類,不同顯示器對螳螂視覺感受程度,有顯著差異表現。

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故態復「蒙」,「日」新月異-Monge's theorem的性質探討與推廣

本研究以蒙日定理「平面上三圓彼此的外公切線交點共線」及其對偶定理「平面上三圓彼此的內公切線交點與另一圓的圓心的連線共點」出發,探討三圓更多由內、外公切線所產生的共點共線性質,進而探討四圓以上的情形,以及正多邊形、圓錐曲線等位似圖形,並推廣至空間中的球體。正如本研究作品名稱,我們將鮮少人研究的蒙日定理萌發出新枝,在日夜中茁壯,甚至最後有驚人的發現「在空間中n個外離的球,任意1個球的球心與另n-1個球的蒙日點連線會共交一點,此點稱之為n球的蒙日點」,此「點」發現,讓人不禁對宇宙中星體之間的關係產生更多無限的想像。

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臺灣常見菊科植物之應用

有許多昆蟲是人類或動物疾病攜帶者的主要或中間宿主。大多數的化學驅蟲劑對環境造成嚴重損害。因此,迫切需要開發新的無污染驅蟲劑和抗微生物劑。在本次研究,我們從臺灣常見六種菊科植物中,使用蒸餾水與絕對酒精來萃取花朵和葉子的二次代謝物,並針對原核生物種:大腸桿菌(Escherichia coli-DH5α)與枯草桿菌(Bacillus subtilis)及真核生物種:果蠅分別進行抑菌實驗及驅避實驗。結果顯示本實驗挑選之菊科植物:孔雀菊、長柄菊、南美蟛蜞菊、大黃菊(壽菊)的二次代謝物確實有殺菌及驅蟲之功效。研究目的是為人類開發以植物為主的抗菌與驅蟲物質以提供健康與環保無污染的新選擇。

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風兒多變化

學校的風沙真大!有時候一陣風吹過來,連眼睛都睜不開,操場四周的各棟樓教室的門窗、課桌椅到處鄉是風沙,即使清理乾淨,沒過多久,又是厚厚一層灰呢!沒有一棟摟是能倖免的。後來我們發現,風吹的方向真亂!才會造成這個現象。氣象報告說現在經常吹東北季風,而校內的風為什麼這麼亂呢?風遇到障礙物後風向如何變化?風力又如何變化?引起我們研究的興趣。

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正確應用,讓它更強

前年科展,學長們曾在支柱的變形變因及平穩度中做過深入的探討,今年我們仍在架構上求探討──“樑的點點滴滴”,期望由平時的觀察試驗中,有更大的發現,使我們在架構學上得到更多的啟示,於是科研小組仍在老師、父母的共同指導下,作了以下一連串的研習活動。

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五堵地區酸雨的成因與影響

上學期開學時,小小氣象台由本班四位同學負責,其中雨量器要做觀察和記錄,在觀察過程中我們發現有時雨水好像很髒,會挾帶一些污黑的小顆粒。我記得曾聽人說雨水會像蒸餾水一樣乾淨,因為水自地面蒸發成水蒸氣,遇冷再降下來,怎麼會有不乾淨的顆粒呢?而且媽媽也說常淋雨會變成禿子。為什麼呢?我們就去請教老師,老師說:「因為雨水被空氣污染,形成酸雨;酸雨不只是使人掉髮,對其他動物、植物、建築物等都會造成危害。」 在大自然中,雨水對整個生態環境扮演一個重要而有助益的角色。我們常說「天降甘霖」,大地萬物需要雨水的滋潤,但是當老天不再下甘霖,而是降酸雨時,萬物將受到什麼樣的影響呢?為什麼甘霖會變成酸雨?酸雨到底是什麼?我們學校附近會有酸雨嗎?這一連串的“為什麼”,使我們興起研究的興趣。

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靜觀奇電

靜電這個東西一直存在於我們的日常生活中而不被查覺,只要是物體相互摩擦後分離,都會產生。靜電問題可大可小,小至只是被電一電而已,大至會損壞電子產品,甚至引起爆炸,所以,對靜電這東西,不可不知。我們在這報告中將研究靜電如何生成、了解它的性質及測量方法、並探討影響靜電大小的因素、防止與消除,最後,了解生活中的靜電現象與運用。

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前進吧!橡皮筋動力輪船

我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋動力輪船在水面航行距離的因素為何?瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時改變船輪的位置、船身重心、不同樣式與大小的輪、船型樣式、船體外型(前檔風玻璃傾斜角)的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力輪船的行進距離等因素,並針對改變船輪轉軸製作方法不同、船的寬度與高度對行進距離影響進行實驗與探討,來驗證我們的想法,藉此充份掌控一些符合節能的動力船艇技巧,可加以利用、與了解。

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從等邊三角形到等腰三角形-Van Schooten定理的推廣

在平面上給一個正△ABC,若P為△ABC外接圓上的點,則三線段 中,最長為較短兩段之和,這個性質稱為van Schooten 定理,可以視為托勒密定理的一個推論。我們將正△ABC的條件改為等腰三角形,研究在此條件下,使van Schooten 定理成立時P點的軌跡問題。在本文中,利用解析法,我們找出P點的軌跡圖形Γ。我們對於圖形Γ上的一些特別點的尺規作圖感到興趣,也得到一些有意思的結果;藉由研究這些特別點的尺規作圖,我們發現軌跡圖形Γ的一個性質,敘述如下:設 AB=AC,G是△ABC的重心,G’是G關於BC直線的對稱點,若D是直線BC上的任一點,若P、Q兩點在AD直線上且滿足 PA=PB+PC、QA=QB+QC ,且H是PQ 中點,則有G'H⊥PQ的性質。此外,我們也利用尺規作圖作出上述P、Q兩點。

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「導」力全開,毫秒必「蒸」--探討凹、凸、平介面的蒸發與導流

觀察鋁椅,發現雨後凹凸面的蒸發速率較平面快,推測與水的蒸發和導流有關。研究後發現,是因雨滴被鋁椅凹凸面切割,擴大佔據介面的面積;且凹面因接觸空氣表面積增加,其蒸發速率大於平面及凸面;當雨滴下時,凸面的水又被凹面拉下,導致整體蒸發速率的提升。 各介面的蒸發與導流皆與水滴形狀有關,蒸發過程水量不斷改變,水滴形狀隨之而異。因與介面的附著力不斷改變,故非等速蒸發。凹面寬越窄,兩壁吸附力越強,可拉開水,增加蒸發面積,但太窄則無此效果。凸面越寬,水滴被拉扁,同樣有此效果。因水的表面張力在不同介面,造成導流速度不同。凸面的兩緣會限制水珠的寬,使與介面接觸面積較小,速率較快,凹面因附著力太大,所以導流速率最慢。

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流速與口徑之相關性及邊界之比較

曾看過沙漏中沙子有卡住的情形,這時我們通常要拍一拍沙漏才能使它繼續滑落;但水流過漏斗時卻毫無卡住的跡象,於是令我們想到流體對於流過的口徑,是否應有一定的比例,才不會有阻塞的現象?而在相對於流體顆粒的方面——材質,是否也有這樣影響流動的因素存在?\r 另外,工業上所用的水管常因堵塞而發生危險,所以工廠經常使用極大的水管,無疑地,愈大口徑愈不容易堵住,但使用大水管成本較高,因而我們想要知道能否找出既節省材料,又不會阻塞的情況。\r 在實驗當中,我們在流體的末端發現到類似彎月狀的形狀出現,我們對於「彎月形」的形狀做了如拋物線、雙曲線或凹折線等的假設;對此我們也嘗試找出:流體在各個界面條件之下,與所產生的「彎月形」幾何圖形性質(如拋物線、雙曲線的曲率大小或直線的斜率大小)之間是否有無線性關係存在。以上的假設,或許能讓我們更清楚的了解,「彎月形」的出現,與我們討論的開口大小、邊界性質是否也有互相影響的因素存在?\r

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