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第41屆--民國90年

共球等邊多面體

二年級下學期見識到五個正多面體,是如此的完美,我們想知道還有那些類似的多面體?

一線署光是昆蟲逃生的契機或死亡的陷阱

無意間觀察到昆蟲〔蜂蜜、蝴蝶、蜻蜓、蒼蠅…等〕物闖入玻璃屋竟然不會尋原路或旁邊的出口逃生,反而往位於屋頂上方的玻璃鑽或衝,Why?由陽光光譜開始研究,藉由氙燈集分光儀測定「單一波長及光強度對蜂蜜趨光反應的影響」,再設計一套「明/暗對比差值試驗」,找出啟動趨光反應開關的最關鍵因素—「光的明/暗對比差值的規律性」,並發現蜂蜜的趨光反應明暗對比差值在暗適應呈等差級數,在光適應呈等比級數,有兩套機制交互應用,接著證實「蜂蜜對各波長趨光感度強弱與日週律動(Circadian rhythm)有密切關連」,同時發現蜜蜂在18:00回巢後其趨光機制有關閉現象,此與其生理時鐘的恆定性相符合。另外發現日晝期間蜂蜜對紫外光一直保持極高感度,合理推測,其係演化留下警戒逃生的本能,為了由生物內部生理反應來印證上述外部刺激影響生物行為試驗所得結果,又一頭栽進「視神經電生理」領域的實驗,發現蜜蜂複眼上方部位對UV感度特別靈敏,最後再回歸當初迷惑的地點〔玻璃屋現場〕,進行一連串再確認的行為試驗,終於找到答案。蜂蜜〔昆蟲〕為什麼往屋頂方向的玻璃衝或鑽呢?綜合實驗結果判斷如下:當蜂蜜飛行→遇阻礙物,且不適合生存→開始逃生→FAP反應,趨向陽光較量處→再遇阻礙物→FAP反應,在趨向陽光較量處,如此反覆進行。只要有明/暗情況存在,亮處變成一刺激源,除非把刺激源消除或移位,否則蜂蜜一受到刺激一定會有FAP反應,一直到超越阻礙物或體力衰竭而死亡。當蜂蜜〔昆蟲〕飛行遇阻礙物無法順利通過或離開,且該環境無食物補充體力,留久必死,因此警覺系統發現必須逃生的反應,蜜蜂會運用其趨向陽光的本能〔演化結果〕作逃生工具尋找生機,至於觸動”趨光”反應的開關,繫於明/暗對比,每當光有明/暗對比差時,蜜蜂就會有趨向光度較強〔亮〕之處的現象,此反應係一種固定動作模式(Fixed Action Pattern﹝FAP﹞,FAP是物競天擇演化結果的一種天生能力,在許多動物表現例子中,常會有無盡似重覆性的機械動作。至於趨光性的趨性(Taxis)是定向運動,會呈現或多或少且無意識的朝向或遠離某些刺激。本研究證實〔日行性昆蟲〕蜜蜂需要逃生時會利用”趨向陽光較亮處”的本能做逃生工具,而且依紫外光的強弱對比差作趨光逃生方向的主要依據。因此,一線署光是昆蟲的逃生契機而非死亡陷阱,有陽光的地方就有紫外光,紫外光愈強,表示其陽光直接照射而沒有被阻隔,亦即屬於較空曠,安全的空間,換句話說,蜂蜜會利用陽光中的紫外光強弱作為判別四周環境是開闊或被隔絕。

氫氣爆炸及其安全教具--巧易做

每當遇到有關氫氣的理化實驗,就十分頭痛!不僅需準備大水槽及廣口瓶以排水集氣法收集,收集好的氫氣欲點燃檢驗時,更是擔心火柴會燒到自已、甚至有爆炸的危險。因此我們試著運用常見而經濟的材料,設計一個理想的裝置,提供教師自行製作,隨時隨地可在課堂上演示,且在最安全的前提下,讓學生能清楚觀察氫氣爆炸的威力,打破一般氫氣實驗需在實驗室進行的刻板印象。

火傘高張天空掛----溫度效應與巨蛋的探討

每次在學校巨蛋下活動,除了發現光線明暗不同之外,還有巨蛋內外,涼爽、溫暖、炎熱的感覺也不一樣。我們很好奇想了解其中的原因,於是開始了火傘與巨蛋的研究。

盤絲傳奇—蜘蛛在不同空間下織網的研究

有一次,我和媽媽回家時,看見路旁有一隻蜘蛛和蜘蛛網,媽媽看我很好奇,就決定買了這多有關蜘蛛的書本讓我看,看過這些書本之後,發現,原來有這麼多種蜘蛛,蜘蛛的網也有特徵,例如:有些是結成美麗的車輪形、有些是結成扇形,還有雜亂型和不規則的成一束束的網和吊葉蜘蛛的放射狀絲。過了幾天,媽媽帶我去爬山,看見書本上有介紹過的蜘蛛,例如:草蜘蛛、蠅虎.....等等,讓我對蜘蛛更了解了!於是興起了我想研究蜘蛛網的念頭,於是幾個同學在老師的指導下展開了研究。

太魯閣重點地形探索

假日時,父母帶我去太魯閣遊玩,父親不時為我介紹:「這兒叫布洛灣,是河階地形、這是曲流、這是U型河谷…這一切都是由立霧溪切蝕、堆積而來。」不過我十分懷疑:一條小小的溪流怎能雕塑出如此壯觀的景象?何況,太魯閣內岩層大部份為堅硬的大理岩及片麻岩,若只靠溪水的沖刷,真能造成如此深的河谷?而高聳的布洛灣、酉寶河階又是如何成形?為了更清楚知道太魯閣地形的形成概況,於是便誠著設計一些實驗來探討。

醋勁大發—探討醋的功用

爸爸生日的那天,我和家人一起出去吃晚餐,我們點了麵、水餃及糖醋魚,發現吃起來會酸酸的,於是我問媽媽為什麼要加醋?媽媽說「加了醋,東酉吃起來更好吃!」後來弟弟吃魚的時後,不小心被魚刺噎到了,媽媽就趕緊讓弟弟喝醋,弟弟就覺得舒服多了,最近,在網路上都在探討醋對xx的功用,而且自然課有做和醋有關的實驗。於是我跟幾位同學討論之後醋勁大發,想多瞭解醋的功用,老師便鼓勵我們研究醋的奧秘。

小兵立大功—果蠅的遺傳、突變和學習行為研究

前陣子,報章雜誌常常提到果蠅的基因圖譜已經完全被解讀出來了,而且還說果蠅是科學家們在實驗室最喜愛研究的對象。上自然課時,我們問老師相關的問題,老師還說果蠅可以被用來研究各種基因對細胞的影響等許多的遺傳學問題呢!這樣說來,小小的果蠅可真是了不起啊!於是我們幾個人便互相討論、上網蒐集與果蠅相關的資訊,果然發現果蠅真是"小兵立大功",有好多的生物遺傳學家都曾利用它來發現奧妙的科學新知!哇~我們也不禁對它肅然起敬,更激發我們利用果蠅來探討各種遺傳、突變和學習行為等相關問題,於是開始展開一連的實驗,一起進入果蠅的奇妙世界。

太陽差異自轉之研究

今年太陽黑子活動邁入高峰期有較多的黑子可觀測,太陽黑子在不同的時間地點,有不同的變化。像高緯度如低緯度的太陽黑子不僅出現的機率不一樣,連轉動的週期也不一樣,我們在好奇心的驅使下,決定要研究這個富挑戰性和趣味性的問題,再加上前年的學長們的研究,留下許多相關的紀錄,我們更容易探索這個問是。於是,立刻展開漫長的研究之旅…

費馬點的研究與應用

未來21世紀高雄將跟上首都台北的腳步--興建捷運系統,將海都高雄完全發展成最先進的都會區。高雄捷運跟台北不一樣,採地下化建築,其中紅線與橘線基本路網已經規劃好,聽爸爸說,不管是哪一路線都需建捷運主機廠,主機廠對於捷運相當於心臟對於人類,於是便想:是否能找到一個位置到各捷運站的距離和為最小,以方便控制?又從文獻上得知在三角形中有一點到三頂點距離和為最小,稱為"費馬點",於是即以此為出發點,對費馬點的性質來進行一系列的探討與研究。