全國中小學科展

第56屆--民國105年

Dragon Curve

所謂的Dragon Curve即是在座標平面上從原點畫一線段,以此線段的另一端點為支點轉動一個角度後,再以新圖形的另一端點為支點,轉動相同角度,重複多次所得到的圖形。 我們以環繞係數概念為基礎,推導出能計算Dragon Curve上每個節點的公式,經探討所有平面上Dragon Curve,發現只有60°、90°、120°、240°、270°、300°的Dragon Curve具研究價值。其中,60°和300°等價,90°和270°等價,120°和240°等價,三組性質各異。我們主要探討60°、300°和120°、240°兩組,其中又以120°、240°為重。 為了探討Dragon Curve 的行進狀況,我們引進一種新的位移向量數列。由此我們發現60°和300°的Dragon Curve將會緩慢繞過平面上所有三角形網格,並通過每個格子點無數次。而120°和240°的Dragon Curve不會通過平面上每個格子點,同時也不會有通過同一個點兩次的情形發生。

茶蠶砂萃取物之成分分析與活性探討

將乾燥茶蠶砂利用極性大小差異初步分離後,對各樣本分別進行清除自由基能力(DPPH)、總酚類含量、總含醣量、以及類黃酮含量等實驗測定,接著以薄層色層分析(TLC)與高效液相色譜儀(HPLC)觀察與分析其中可能之化合物含量分布。 由實驗結果可以得知茶蠶砂的萃取物皆具有抗氧化的能力,且經過各式物質之含量測定之後,發現茶蠶砂具有一定含量的酚類、醣類與類黃酮物質,結合TLC薄層色層分析及HPLC Spike in實驗確認EA萃取物中含有兒茶素存在。 未來希望能夠以進行其搭種類茶多酚化合物之Spike in 實驗並對HPLC圖譜進行單一吸收峰的分離、純化與其純化後物質之抗氧化等化學活性探討或成分分析以確定其中之真正活性成分。

水乳交溶-簡易檢測奶茶濃度之研究

以往溶液濃度的研究多為針對透明的真溶液,本研究主要針對市售奶茶之膠態溶液中的鮮奶與茶濃度進行研究。當光照射而進入奶茶溶液時,部分光波會被鮮奶與茶溶液所吸收。研究發現鮮奶主要吸收紅光、藍光,茶主要吸收藍、綠光,使得光線透過溶液後或是從溶液反射出來的光,觀察起來的顏色顯得偏黃、偏綠色而非原來的白光。因此透過色光亮度的量測可以對應出奶茶溶液之不同鮮奶與茶的濃度。最後,經由色光透光量轉換成數位RGB的數值製作比色卡可作為濃度比對之參考。

「重」「花」了喔!--探究花青素對於重金屬環境下的水生植物之抗氧化活性--

本研究探討花青素對於提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶(CAT)活性的影響。並以0.1%、0.5%之硫酸銅汙染水蘊草之後,再加入花青素研究是否可協助細胞內的抗氧化物質提高。研究顯示5%的花青素可提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶活性,並可讓已受到重金屬汙染的水蘊草內的抗氧化活性增加,提高其生存的機會。實驗結果也同時顯示花青素、重金屬的添加會影響水蘊草細胞內的葉綠體數量、大小與細胞質的流動速率。

從地震能量及頻率探討台灣地區地震特性

本研究利用USGS及中央氣象局地震資料庫,分析不同區域地震規模與頻率及實際累積能量與理論累積能量殘差,討論不同地震帶特性並建立地震發生可能性。得到下列結論: 一、地震規模與其發生頻率對數值作圖,會呈現一次函數關係,地震密集帶的斜率愈平緩,其能量累積愈多,大地震的頻率也較高。 二、小規模地震釋放能量少,縱使次數遠多於大地震,但主要的累積能量還是倚靠大規模地震來釋放。 三、台灣地震發生頻繁且能量累積最大的是東北部地震帶,其次是東部地震帶,最少的是西部地震帶。 四、若在大規模地震發生頻率較長時間統計來的少或地震能量累積的殘差圖出現在負值區較大的位置,大規模地震發生的可能性較高。

日光建影-日照與建物陰影遮蔽模型程式設計研究

土地有限,建築物不斷向上發展,如果沒有適當的規劃就興樓建厝,會造成日照分配不均更造成居家安全疑慮及能源使用的浪費。為了解決這個困境,我們想建立一套能準確、快速且能自動描繪建築物間影子遮蔽情形的程式,以達成智慧建築「節能永續」及「便利舒適」的目標。 我們用自製建物模型、方位盤、模擬太陽的平行光源,探討不同情況下建築物間影子相互影響的關係。我們發現建築物的影子會隨地理位置、建築物尺寸而有規律的變化。因此我們利用三角函數精確地找出影子的高度=Hb-∆x*tan(θ)/sin(ϕ)、寬度=Pmax-Pmin。 最後,我們利用Microsoft Excel軟體,建立成一份能夠快速且能視覺化自動描繪建築物影子遮蔽情況的程式-「日照與建物陰影遮蔽模型程式」,希望未來能提供給需要的大眾使用。

寶島鬥魂—台灣扁鍬形蟲的打鬥:環境及體長對打鬥影響之研究

為了生存,有許多動物會進行打鬥以取得各種資源;而各種動物的打鬥方式也各有不同。本研究以台灣扁鍬形蟲(Dorcus titanus sika)為研究對象,我們希望能夠瞭解鍬形蟲在水平與垂直的場地中打鬥是否存在著差異:兩環境中決定勝負的因子是否不同?鍬形蟲的打鬥行為是否因為演化而有策略選擇性?。 研究結果顯示: 1. 在水平與垂直兩個不同環境中打鬥時,無論是影響勝負的因素或打鬥行為皆有不同。 2. 在垂直環境中打鬥,其上下位置會影響勝負,而位置影響有限。結果顯示,在體長差距過大時,無論位置在上或下,大隻扁鍬皆顯著在打鬥中具有優勢。 3. 在垂直環境中打鬥,輸家被掀翻的機率顯著大於輸家自行撤退。 4. 實驗結果支持扁鍬在打鬥時採取自我評估策略。

「紫爆」不助我!--環境中細懸浮微粒(PM2.5)的偵測研究

球表面覆蓋範圍約一千公里的大氣,而大氣中的PM2.5(氣膠的一種)在生活中或許不容易讓我們發覺..... 然而卻時時刻刻都漫佈在我們的生活週遭,並成為我們呼吸空氣的一部份,嚴重影響到我們生存的環境及生活品質,甚至讓我們的健康受到威脅,此研究以LASS開源公益的平價Ameba與LinkIt one開發板及G3 與A4感測器所組成的感測裝置進行PM2.5的偵測。研究結果:(一)LASS監測PM2.5濃度的作法適合運用在對地球環境的了解與調查,(二)新北市新店區的PM2.5濃度比彰化縣大城鄉來得低,(三)不同距離馬路位置(遠近、高低)PM2.5的濃度有差異,(四)空氣流動會影響PM2.5的濃度,(五)N95口罩防護PM2.5的效果最好,(六)意識到力行環境保護的重要性。

好色之徒-探討孔雀魚體色與求偶、保護色及群聚行為的關係

利用紅、黃、藍色的孔雀魚測試擇偶過程中體色所扮演的角色,結果公魚偏好與自己體色相同的母魚,不論公母多偏好與自己同色的燈光。孔雀魚擇偶有兩趨勢 : 1.偏好自己的顏色、2.喜歡較深的體色。從演化觀點 :人擇使這兩趨勢被保留,因為這使孔雀魚生下鮮豔後代的機率提高,自然受人青睞。擇偶的顏色偏好除了是先天行為,也受後天同伴體色及棲地顏色影響。 保護色方面,母魚較公魚傾向與本身體色相似的環境,且保護色下受刺激的反應較安定,群聚行為(警戒性)也較不明顯。群體中的母魚沒有靠近相同顏色母魚的傾向,體色深的母魚無法成為群體的領導者。 紅色母魚對紅色燈光建立較佳記憶,且依據水族館訪查,體色較複雜的孔雀魚可能有較好的生命力。

電場中的小晶靈-高電壓電場中液滴的結晶現象

本研究設計相機-顯微鏡-玻璃座平行銅片電場裝置,拍攝鹽類液滴在高電壓電場中的結晶現象。先設定對照組,讓晶體成長趨向單顆且高透明的條件為:低蒸發速率、過濾、無施加電場與低溫LED光源。並應用蒸發速率差異,發現鹽晶的變速成長現象。蒸發快形成階梯螺旋紋。蒸發慢紋路消失,形成全透明晶體。之後轉放在高電壓電場下發現:晶體形狀改變(傾斜、變形或斷裂),透光度變差。晶體新生邊緣,有條狀紋出現,但晶體成長速率變化不大。這證實鹽晶析出會因些微外在變化,而影響溶液中離子堆疊,在晶體表面出現變形、斷裂或不規則紋路。這種對外在環境有著高度反應的現象,正可以用來研究外界高壓電場如何對物質產生影響。