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第58屆--民國107年

「葵」藿傾陽,「銅」生共死

本研究結果顯示,硫酸銅水溶液對向日葵種子發芽率並無影響,反而有幫助於向日葵種子的成長;硫酸銅水溶液濃度到達300ppm會抑制向日葵生長,隨著濃度增減,其根、莖長度都有著明顯的減短,結果顯示其生長抑制率與濃度成正比。高濃度的硫酸銅水溶液,會使向日葵重量變輕,隨著濃度遞增而重量遞減。銅離子進入幼苗時期的向日葵後,堵塞在韌皮部的外側,無法藉由木質部往上運輸,而堵住銅離子金屬的正是卡氏帶,任何物質儘管是水,都無法自由通過,必須藉由細胞上的特殊管道進入細胞。從DPPH、總酚量、可溶性蛋白質,皆可推算其抗氧化物以及降解率,從這兩樣數據可見橙黑的重金屬耐受度高於橙綠。

「筆」一「筆」,誰最「蠟」!

本實驗探討蠟筆的最佳配方,並從食材萃取天然色素製作無毒蠟筆。 首先使用大豆硬蠟搭配堪地里拉蠟、蜜蠟和巴西棕櫚蠟,做出21種不同比例的蠟筆基劑。再透過油膩度、硬度和耐重度三種不同檢測方法,發現蜜蠟:大豆硬蠟=3:1的比例為蠟筆的最佳配方。 天然色素萃取方式分為: 1. 水溶液色素萃取:利用八種粉末(滑石粉、石灰粉、石膏粉、粉筆灰、爽身粉、氧化鋅、二氧化鈦和玉米澱粉)吸附色素,經日曬乾燥研磨做成色粉。其中以爽身粉和玉米澱粉製成的色粉,做出的蠟筆最顯色。 2. 脂溶性色素:可直接和蠟一起加熱萃取,其中又以薑黃和紫草根製作出的蠟筆色彩最鮮豔,為此次最佳的天然無毒蠟筆。

菇GO!背地一「站」

本實驗研究蕈菇如同植物具有「向地性」,蕈柄生長過程受到地心引力刺激會產生「背地一站」現象。我們利用柳松菇太空包以倒立方式發現蕈柄彎曲角度可超過150度,彎曲生長主要發生在距離蕈柄頂端20-30%處,因為近地側細胞生長相較遠地側大約有2倍長度的差異,和遠地側有較大的重力生長曲率,造成蕈柄得以發生背地彎曲;當完全切除蕈帽則無法表現「向地性」,我們推測蕈帽和蕈柄間的細胞似乎可以感應重力刺激,使蕈柄得以「背地一站」以利散播孢子。我們進一步自製離心器,以旋轉方式改變重力場強度,發現蕈菇子實體「向地性」表現強度產生改變,我們期待本實驗的重力向量對蕈菇發育的基礎研究可以應用於失重的外太空培植之可能價值用途。

繁星似海-圓上圖形最大值探討

我們在此次的主題「繁星似海-圓上圖形最大值探討」中,要探討在不同的圓上各取一點,並在這些有如繁星的點中,依照特定順序(順/逆時針)所連成的多邊形(以下圖為例)。這些多邊形有無限種情況,但周長及面積的最大值只有一個,因此我們的主軸圍繞在多邊形於周長與面積最大值時具有的性質。探討的主題主要分為四種情形: 1. 同心圓情形,凸多邊形最大周長時具有之性質 2. 不同心圓情形,凸多邊形最大周長時具有之性質 3. 同心圓情形,最大面積時具有之性質 4. 不同心圓情形,最大面積時具有之性質

AlphaGo 想什麼?用棋士精神圖解渡河問題

傳教士和土著從左岸搭船(必須有人開船)到右岸,過程中任一岸土著不可比傳教士多,否則土著吃掉傳教士,遊戲失敗。 設計圖解方法,將操作過程轉化成二維座標,題目限制畫成棋盤,並依據條件設定棋子不同走法,以下棋概念探討渡河相關變化題,如改變船的座位、陸地的數量、土著和傳教士的人數……等。 觀察規律並找出「最少步數」與「最佳解法」,將研究成果透過自學程式語法Processing寫成可隨變化題快速產生「棋盤樣式」與「棋子提示走法」的輔助研究工具,加速研究歷程及驗證研究成果。 其中,改變物種數量會產生三維座標以上立體棋盤,無法視覺化棋盤輔助思考情況下,效仿AlphaGo設計精神,運用運算思維技巧,以現有研究成果為基礎,推論其變化規律。

「落水頭-弱水頭」-探討落水頭排水效果之研究

由於暑假期間,幾次的淹水造成學校很大的困擾,於是激發我們想要透過實驗探究影響落水頭排水效果的因素–「落水頭」其中幾項結論包括:第一、降雨量、落葉量都會影響落水頭的排水效果,而且落葉當中又以小葉子阻塞效果更明顯;第二、透過自製落水頭變因的探討,提出新式落水頭的模式(迎水面圓柱型、間隙大小0.8公分、底面半徑6.5公分);第三、透過凸面的設計,成功改良新式落水頭落葉浮貼的缺點;第四、經由戶外模擬實驗確認新式凸面落水頭優異的排水效能。最後,希望經由以上的研究,讓學校能減低淹水之苦,甚至有機會推廣到其他有使用落水頭的場域。

玩創多米諾

本研究從探討多米諾骨牌遊戲出發,討論可否利用不同策略達成骨牌遊戲勝利,並且從遊戲過程中研究骨牌特性,思考如何將此特性與四則運算結合,研究出不同的遊戲玩法,除此之外,也期望在研究過程中,可以探討出骨牌排列的規則,進而歸納出合適的公式,以利遊戲進行與增加訓練四則運算能力之機會。

從零開始-初始多邊形及拿破崙多角星之性質探討

本文利用GeoGebra進行關於拿破崙初始n邊形之研究。一開始研究拿破崙初始n邊形的性質,發現不論奇數邊或偶數邊拿破崙初始n邊形都存在著一些不變的性質 。之後,由拿破崙初始n邊形的鄰邊中點連線向外延伸、對角線以固定的規律相連兩種連線方式,分別會形成外角星及內角星。拿破崙初始n邊形會和其畫出的m階交點圖形、中點連線所圍出的圖形有因邊數奇偶而異的相似性質。拿破崙初始n邊形繪出之內n角星在不重複之前題下,同層內n角星截線段比例固定。接著我們依序研究拿破崙內角星及拿破崙外角星之共同性質,及投影幾何與拿破崙定理的關聯性,最後發現拿破崙初始n邊形為正n邊形的投影。

風生水起-大四喜

買房子對大多數人來說,是人生一件極為重要的事,除了價格因素之外,家族中數代的成員都可能在這個房子中成長,選擇一間「舒適」的房子,對自己、甚至後代子孫都會造成深遠的影響,因此,必須考慮多項的因素。 在這個研究主題之中,我們會以「房子的方位」,來探討四季代表日中,日照對房子「溫度」的影響,並考量到夏天時的「西南風」所帶來的「水氣」,冬天時的「東北風」所帶來的「寒風」,藉由數據中去探討「房子在每個方位」的優劣點。 最後利用實驗數據和討論的結果,製作出一個「選屋」的參考表,在選擇房子時,能依「房子的方位」與「周遭地形環境」來考量,使選屋時能多一項參考的資料,讓這個人生重大的選擇,能夠更盡善盡美。

悄悄是離別的生「硝」─食物中的硝酸鹽類減量方法與自製分光光度計檢測初探

本研究是利用硝酸鹽試紙與自製分光光度計測驗食物中的硝酸鹽類的含量,除了日常生活的食物與飲料之外,我們還檢測了隔夜菜的硝酸鹽類含量,並驗證維生素C進行硝酸鹽類的減量試驗,其結論如下: 1. 自製分光光度計可進行亞硝酸鹽含量檢驗,適用範圍為100~1000ppm。 2. 硝酸鹽類試紙有檢測極限,我們做了RGB色彩分析Excel來判別更精確的含量 3. 隔夜菜只有硝酸鹽逐漸上升的趨勢,亞硝酸鹽則無顯著差異,從隔夜菜發現第4、5天時, 硝酸鹽的數值幾乎相近,認為可能是超越了試紙的檢測範圍 4. 當亞硝酸鹽水溶液濃度達100ppm時,純維生素C水溶液須到1000ppm,其硝酸鹽類的含量才會明顯減量