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夏日防曬大作戰─以植物葉片測試各種防曬用品的效果
本實驗以植物(白木蘇花)葉片,測試各種防曬用品的效果。利用紫外光燈管照射葉片 20 小時,結果顯示防曬油的係數(SPF)30 以上效果較佳,SPF大於 30 的效果並沒有隨之增加。維生素 E 與 C 對防曬油的效果有明顯的幫助,尤其是維生素E 的效果很好。布料材質以亮面布和排汗布的防曬效果最差,棉布和魚鱗布最佳,主要和編織密度有關。編織密度越低防曬效果越差,越高防曬效果越好。傘的抗紫外光能力以內面塗有銀色物質的較佳,因為愈不透光,紫外光也愈不容易穿透。太陽眼鏡的防曬效果與材質和顏色有關,一般的玻璃即有阻擋紫外光的效果,而塑膠材質阻隔紫外光效果很差,鏡片顏色以綠色最能反射紫外光。汽車隔熱紙淺黑色的防曬效果不佳,其餘顏色效果差異不大。
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逛夜市時看到有人在射飛鏢,我們突然想到,如果飛鏢射中每個點的機率都相等,那我們是不是可以由射中圓的機率,及外圍的面積來推知圓周率呢?我們先後進行射飛鏢及擲黑豆的實驗發現,實驗過程都不夠隨機而宣告失敗。於是我們以解析幾何的方式將實驗的樣本空間座標化,然後用EXCEL 試算表的亂數製造隨機點,並判斷隨機點的落點。
我們共製造了109個亂數數對,由所得數據分析π的近似值為3.141607304。
我們並進一步實驗發現當短軸的長度固定時,橢圓的面積與長軸的長度成正比。進而推得橢圓面積為 1/4 ×長軸×短軸×π
透過實驗我們也發現,邊長為2r 的正立方體最大圓柱、球體、圓錐體積比為3:2:1。並進一步推得半徑為r 的球體體積為 4/3 r3π
此外,我們思索幾個可以再深入探討的主題:
1. 三角函數Sinθ 的近似值。
2. 對數表的製作。
3. 無理數逼近速度及準確性的探討。
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本實驗在探討彈力常數較小的彈簧(即彈簧鉛直懸掛時,受重力影響即可伸長的彈簧)鉛直懸掛,待其靜止後使其落下,彈簧底部的暫時性靜止的現象猶如地心引力消失一般。利用攝影技術,將彈簧落下過程合成為一張合成圖以利觀察。我們由合成圖中發現:(1)彈簧鉛直落下過程中彈簧底部有暫時性靜止的現象;(2)彈簧頂端落下過程為近似等速度運動的現象;(3)當底部開始運動之後,整體彈簧質心受重力作用作等加速度運動,但彈簧頂端部分瞬間速度有減緩(相較(2)之速度)現象。因此我們進一步設計一連串的實驗,研究彈簧基本物理量與此現象間的關係,但其關係並不明顯,最後將彈簧落下過程的運動模式加以模擬、討論。
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政府最近正大力提倡消滅髒亂運動,在年前幫忙媽媽消掃廚房時,發現廚房用具油污根多,非常難洗,尤其是抽油煙機的鐵絲網更是難洗,因此我們到了學校請教老師,在老師的指導下,展開了如下的實驗。
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與牡蠣的蟹逅~豆蟹與牡蠣寄生關係之探討
豆蟹被發現共生於牡蠣內,但其關係的建立仍不清楚。本研究藉觀察牡蠣與豆蟹個別與共同生活探究它們的相互關係。結果發現雌雄牡蠣外觀型態差異甚小,但精卵外型與大小卻明顯不同。進行人工受精時增加洗卵次數可提高孵化率,也觀察到卵裂、擔輪子幼體和D型幼體等變化。對豆蟹的觀察顯示雄豆蟹體型小,常躲入雌蟹腹部中。抱卵雌蟹以腹部開合產生水流排放蚤狀幼體,幼體具正趨光性。將牡蠣與豆蟹一起飼養觀察兩者互動,發現豆蟹成體無法進入牡蠣。經調查發現牡蠣被豆蟹寄生率約10~12%,被寄生的牡蠣以1-2隻豆蟹居多,若寄生2隻豆蟹多為1雄1雌,比較被寄生與否的牡蠣之殼長和組織乾重,推測0.32~0.39cm的稚蟹選擇進入殼長3公分以上的牡蠣是寄生開始的可能時機。
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本研究探討的主題是:給定正整數n,是否存在1~n的重排數列,使得「相鄰兩項之和都是平方數」。對於滿足上述條件的數列,我們稱其為平方數列,我們探討哪些n使得1~n可排成平方數列。對於某類的正整數n,我們已找到構造平方數列的方法: 1.若正整數a, b, c及k=0, 1, 2, 4滿足a>b,a2+b2-k2=c2且(a2-k, b2-k)=1,則1~a2-1可排成平方數列。 2.若正整數a, b, c, α, β滿足a>c>b,b2+c2=α2,a2+c2=β2且(a2-b2, c2)=1,則1~a2-1可排成平方數列。再者,我們可以證明n=2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、18、19、20、21、22、24時,1~n無法排成平方數列;藉由有效率的程式運算,我們得知n=15、16、17、23及n=25、26、...、144時,1~n可排成平方數列。若平方數列的首尾兩項相加也是完全平方數時,我們將其定義為平方項鍊。我們造出1~32的平方項鍊,進而可知 1~32排成平方數列的方法至少有32種。對於特定的n,我們可將1~n排成平方項鍊;而我們更證明出,n=32是可將1~n排成平方項鍊的最小正整數。
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絲絲入扣-從縫扣子策略論空間中的一筆畫路徑
從縫扣子中發展出空間中的一筆畫路徑,我們稱之為:「縫鈕扣策略」。鈕扣有兩個面,縫線(路徑)必須在空間中沿不同平面上下交錯前進才能完成。在線段不交叉的情況下,使用樹狀圖分析,得知不同鈕扣「縫鈕扣策略」:三孔扣有4條、四孔扣有4條,五孔扣及六孔扣各有6條;四孔扣中,若是允許線段跨越對角線,在28種組合中,扣除矛盾組合後,正、反兩面為:「二」+「X」、「二」+「ll」、「Z」+「Z」組合,各有1條,「Z」+「И」組合有3條,「口」+「口」與「」+「」組合,各有4條,「」+「」組合與「口」+「」組合,各有16條,「」+「」組合有43條,「」+「」組合,以電腦計算得660條縫鈕扣策略。
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在高一數學裡有一章講到有關整數的性質,包括質數的檢驗、因數倍數、幣數的因素分解 … 等等,現在我們利用這些學過的性質來探討一些俱有特殊性質的自然數叫做「單形調和數」,首先需要下一些定義,以這些定義做基礎,再推演出一些有關單形調和數的性質,利用這些性質嘗試將單形調和數歸類,雖然我們所作的不十分完美,但是我們巳能應用在課堂上所學得的「數學方法」先適度的抽象化再由邏輯推理演譯出結論,對一個問題做分析、歸納綜合,本文共分為三段,每一段的目標均在正題之前說明。
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本研究主要目的是找出最容易叫醒人的方法。以鬧鐘作為對照,刺激嗅覺、視覺、觸覺、聽覺來找出睡眠中最敏感的是何種感官。並且調整叫醒及睡眠時間,找出人的生理時鐘及最容易叫醒的時間點。最後以最佳感官作為參考製作成品來客觀比較,並找各年齡層的人實驗是否能比鬧鐘更成功的叫醒實驗對象。實驗發現觸覺最容易使人醒來,其次則是視覺。故將這兩種感官都考慮進去成品的製作方向,於是設計出利用震動叫醒人的鬧鐘以及用燈光叫醒人的鬧鐘。
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先從平面上去探討邊長為一單位的正方形所構成的長方形,將長、寬是否互質分類去討\r 論對角線所通過多少(正方形)點數及邊數會如何變化?再去探討在空間中,由許多邊長一\r 單位的正立方體所構成的長方體,也是將長、寬和高是否互質分類去討論對角線會通過(正\r 立方體)多少點?多少邊?多少面?我們利用方格紙、在桌墊上實際操作、電腦Excel、製作\r 模型和遊戲方格實際操作去討論出通過點、邊和面,我們找到了以下的的結論:在平面上:\r 長=a,寬=b,(a,b)=r,通過的點數為r-1,邊數為a+b-2r。在空間:長=a,寬=b,\r 高=c,(a,b)=p,(b,c)=q,(c,a)=r,(a,b,c)=s,通過的點數為s-1,邊數為p+q+r\r -3s,面數為a+b+c-2p-2q-2r+3s。
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從國二開始,因為經常在實驗室裏做化學實驗,發現實驗室裡,有很多大小不同的只知容量,但無刻度之燒杯,有一次興致一來想利用這些大小不同的燒杯,來平分一個注滿液體的燒杯中溶液,於是激發了我們研究如何在量計工具不足的情況下來分裝液體。
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