全國中小學科展

第56屆--民國105年

北極震盪指數與北緯40度以北海溫距平值之相關係數探討

研究指出近年中高緯度天氣異常與北極震盪有關,本研究探討過去30年間北極震盪(AOI)、北大西洋震盪(NAOI)與南方震盪(SOI)特性及其間相關性,發現AOI與NAOI全年各月達中度相關以上,代表北極震盪暖相位時,西風有增強的趨勢,有利反聖嬰發展,說明海溫與北極震盪的連結。 分析2004至2013年北緯40度以北海溫資料,以月為單位各海域海溫距平值與AOI之相關係數,結合洋流圖進行區域互動之分析。發現當AOI正相位時,北大西洋暖流有增強的趨勢,與西風增強有關;海溫變化部份,6月、7月北緯85度以上北極海域低溫,應和夏季融冰或冷空氣封鎖極區有關,顯示高緯度海溫與北極震盪間的互動關係。

真滴,水不漏

我們為了改善學校水龍頭漏水的問題而展開一連串的觀察和研究,研究分成兩大部分一是了解學校水龍頭的使用情形與分析漏水的原因;第二是製作漏水防治器來有效減少漏水的情形發生。 研究結果發現學校水龍頭的水流量會隨著不同樓層、距離主管遠近、不同形式而有不同。我們利用自製轉角測量儀來了解同學轉動水龍頭的習慣,並製作水龍頭節水卡來減少水的浪費。在製作漏水防治器的過程中,為了提供止水皮足夠的力抵住漏水嘗試了許多材料,我們發現使用防水釹磁鐵加上塑膠螺絲、螺帽組合成可調式漏水防治器可適合不同水龍頭,測試後更確定漏水防治器可有效發揮作用。為了提高穩定性我們又採用3D列印的方式來製作防治器的零件,有效的增加組裝的精確度。

龍潭湖Say:魚類與棲地生態環境關係之探究

為了解龍潭湖之優養程度,本研究運用宜蘭縣環保局之”宜蘭縣流域污染源管理及污染削減計畫”在龍潭湖進行監測的資料,以卡爾森指數分析評估龍潭湖優養程度。 接著依龍潭湖環湖步道為路線,探究湖岸魚類棲地環境類型,制定採集魚類的採集點,共有4處。在採集點以手抛網撒網採集湖岸的魚類物種,採集期間為105年3月14日~18日,共5天。每一個採集點撒網2次,共採集到101隻魚,加以辨識後,依此建立龍潭湖魚類棲地生態環境地圖。

相切圓與內心旁心的隱密連結

偽內切圓與偽旁切圓為與三角形的兩條邊相切,並分別與三角形的外接圓內切、外切的圓。 本研究從偽內切圓與偽旁切圓出發,因為猜測他們與內心及旁心有關聯,於是從這個角度切入。接著我們再對與其相關的Mannheim(曼海姆)定理進行推廣,進而將問題由三角形延伸至圓內接四邊形上。 在圓內接四邊形的情況時,我們探討「圓內接四邊形對角線交點」對八個切圓的極線組成的網格及其交點的性質,並以其退化結果證明偽內切圓與偽旁切圓與內心及旁心的關係。最後我們以不同的方式移動外接圓上的點,利用Geogebra動態繪圖軟體,觀察極線網格交點的軌跡,發現了其軌跡與擺線之間相當有趣的關聯。下圖即為極線網格及P點在△ABC外接圓上移動時其線網格交點的軌跡。

捕「蜂」捉「癭」~探討一種未知寄生蜂的生態及對檬果壯鋏普癭蚋寄生模式

校園芒果葉自2014年被檬果壯鋏普癭蚋寄生,癭蚋形成的癭室內發現寄生蜂存在,經熱帶園藝試驗所轉送鑑定為膜翅目釉小蜂科,Aprostocetus sp.,目前無文獻描述生態。寄生蜂卵及幼蟲期約18~20天,蛹期8~10天,成蟲8~10天。成蟲雌性(1.53± 0.13mm)較雄性(1.15± 0.11mm)大,雌蟲具紅棕色產卵管。秋冬時,蟲體腹背有單一條紋,雌雄位置不同;夏季時,田野及溫控實驗顯示高溫會提升寄生蜂多條紋比例。田間寄生蜂雌雄比為0.7:1,會行孤雌生殖。寄生蜂在癭蚋2及3期癭室時寄生,由葉背產卵至癭室內,外寄生且為單一寄生。被寄生癭室停止增厚且外型變大,雌雄蟲羽化通道大小不同且位置不固定。人工放蜂能減少30.93%癭蚋成蟲,為自然寄生之抑制率的1.5倍,具有生物防治潛力。

pm2.5遠離我

利用靜電吸附原理製作靜電儀,計算不同材質塑膠摩擦產生的靜電力。自行裝設感測器,測量 PM2.5 濃度。結果發現:外科手術口罩如果沒有摩擦起電,沒有過濾 PM2.5 的效果;標示活性碳的口罩不一定能有效過濾 PM2.5,但是經過摩擦起電皆能提升過濾效果,最高可過濾 40%。不同種類金屬網通直流電有不同的過濾效果,但皆為電壓愈高過濾效果愈好。兩平行金屬網的距離愈近,層數愈多或表面愈粗糙,過濾效果愈好。快乾膠蒸氣附著在金屬網表面凝固後形成的微觀細毛或孔隙,在通電時能夠吸附更多的 PM2.5。

四格六邊形的棋盤覆蓋

象棋和國際象棋都是由正方格所組成的棋盤,而棋盤覆蓋的研究也大多以正方形為主,那是不是只有正方形才可以當成棋盤的基本圖形呢?事實上,如果只採用一種圖形,那正三角形、正方形、正六邊形都可以舖滿平面,而達爾文稱讚蜂巢為「在已知的僅憑本能的建構中是最令人驚奇的成就」,各蜂窩的六個側面緊連其他六個蜂窩,這是自然界中所能找到最節省空間及建材的建築設計。本篇研究主要是利用實際操作的過程中來找尋四格六邊形覆蓋平行四邊形、三角形、六邊形,再將發現的結果做歸納分析並深入探討,找出其規則。

正n邊形上等弧交點所圍圖形之探討

一、本研究討論在正n邊形各邊上取等弧,其交點所形成圖形的各種情形,我發現搭配3個臨界角,可將所有可能情況分成7種情形來加以討論。 二、透過第一及第二臨界角所形成的六種情形,其新圖形的數量及出現規律不會因為邊數改變而受影響,且與原圖形面積的比例關係有關係式可求得。 三、當等弧的度數大於第三臨界角時,正n邊形內部會產生(n-2)層與原圖形相似的圖形,且這(n-2)層圖形的面積與原正n邊形的面積比例關係皆可透過解三角方程式求得,其中不同層的圖形面積會有旋轉固定角度的特性。

「蕨」處逢生-探討台灣山蘇花的孢子彈射機制與附生的歷程

從好奇台灣山蘇花(Asplenium nidus L.)生長高度為起點,了解它為鐵角蕨屬 (Asplenium)巢蕨群,能提供其他生物生長空間和營養。孢子囊細胞中環帶細胞平均19.4個,唇細胞平均3.2個,具長柄,分類上為較進化薄囊蕨類。孢子囊開啟角度達180度,甚至達225度,可反轉後彈回。一次彈回氣泡幾乎充滿環帶細胞,二次彈回氣泡數較少,符合第一和三類型槓桿,以費力省時方式進行孢子彈射。室內外生長箱測量孢子彈出時平均角度33.4度,推測加上風力可將孢子彈得更高遠,已測得附生高度達5公尺。孢子彈出後,僅附生植物莖0.1-0.2公分並容易掉落,顯微觀察對附生植物影響小。這些適應環境和利他的方法和智慧,值得效法和學習。

仰天藏毛怪—探討普小仰椿象的毛特性、習性及動物行為

普小仰椿象(Anisops ogasawarensis)屬於漸進變態的水棲昆蟲,生活史包括卵、若蟲與成蟲,生命史約6個月。身上表面著生很多細毛,其中腹面側邊的毛間距(約為3.585μm)及腹部腹面的細毛間距(約為6.895μm)其可以讓水因其表面張力而防止水進入,但是卻可以保留空氣流通,與蓮葉效應有相同的作用(有超疏水性)。仰椿游至水面時,腹部側邊的毛會打開,有像救生圈般能浮在水面上的功能,沉入水中時,毛則閉合。屬於肉食性,偏好在水中上層活動,空間上的適存值約8.166隻/公升;仰椿滑動一次後足前進的距離約為體長的4.65倍;捕食策略為主動攻擊,以視覺為主,振動為輔進行偵測,偵測(發現)到獵物距離約55.29±5.6mm; 攻擊獵物的時間約0.29秒,另外有鳴叫、飛行、跳躍、假死等有趣的行為。