全國中小學科展

第42屆--民國91年

芽蟲

蚜蟲以吸取植物的汁液為生,會阻礙植物的生長,並會傳播病毒。生命週期中,有兩種生殖方式:以卵生的方式產卵渡過寒冷的冬季,而以卵胎生且是孤雌生殖的方式,在夏季快速繁衍。若遇到族群密度太高、寄主植物水份含量太低等逆境時,雌蚜會產下有翅蚜蟲,以利乘風飛行到新環境,快速擴張蚜蟲的族群範圍。而蚜蟲與螞蟻行互利共生的美好生活,蚜蟲分泌蜜露可以提供螞蟻當作食物,而螞蟻保護蚜蟲和卵,雙方都有好處。但瓢蟲和草蛉的幼蟲卻是蚜蟲的天敵,會大量捕食蚜蟲,蚜蟲的族群也因此無法無限擴大。對人類來說,當蚜蟲開始危害作物時,必需藉由對蚜蟲的各項研究結果的瞭解,選用最適當的防治方法。我們可以用草蛉幼蟲當作生物防治方法中的天敵,以減少蚜蟲數量。

樂乎舞雩–音樂與舞草

舞草,豆科舞草屬,在適當氣候(26OC?28OC)下其小對葉會自行轉動,我們在不同聲音頻率(0Hz、400Hz、600Hz、800Hz、1000Hz、1200Hz)下,拍攝小對葉轉動的情形,將影像輸入電腦、分析統整,得知音頻與轉動幅度(小對葉運動中,以一端點運動至下一個最接近的異向端點,所改變的角度)、速度週期(小對葉運動中,相鄰兩個極大角度變化值的時間差)、滯留區(小對葉在端點滯留的時間)成正相關。實驗步驟中,用電腦取點,由於將圖片放大至 400%,讀取座標有+2?-2 的誤差。由於影響小對葉轉動的變因有很多方面(如:溫度、光照、葉片生長情形…),此實驗著重在聲音頻率,未來可往各方向研究討論。

EM+垃圾=黃金!

環保是未來人類生活勢必面對主要課題,在本次的研究中,研究者主要係針對堆肥腐化過程、EM 菌對水質及堆肥腐化的影響、EM菌有機堆肥對植物生長的影響等問題作深入的探討,其主要目的除了有助相關學習課程內容之釐清,另一方面,對環境問題的了解及● 一般堆肥自然腐化過程的速度大部分都非常慢,有時甚至需要一年以上的時間才可能完全腐化完成。● 廚餘及 EM 菌對於堆肥的腐化醱酵有明顯加速的現象。● 落葉堆肥加入 EM 菌後,其腐化醱酵的速度加快很多,甚至在三個月內即可完全腐化,比一般自然腐化快好幾倍以上。● EM 菌可以明顯改善水質的臭味、PH 值、TDS 值及水的顏色等。● EM 菌可以使堆肥腐化後的體積大大的減少,對降低垃圾量及環境改善有非常大的幫助。● EM 菌堆肥,可以幫助植物的根葉發展,並強化植物的生命力。● E M 菌堆肥,可以加速植物生長速度,並強化植物枝葉發展。● E M 菌可以使原本沒有價值的垃圾變成極富價值的有機肥料,對環境問題的解決及人類生活的改善頗有助益!

淡水河竹圍地區河岸沉積物顆粒分布研究

豔陽高照的夏日,暖風徐徐吹來,幾個同學相約到淡水一日遊。「有緣,無緣,大家來作伙,燒酒喝一杯,呼乾啦!呼乾啦!??」,我們哼著「流浪到淡水」,把汽水當酒,雨傘當樂器,走在紅樹林旁,別有一番風味!\r 走著走著,發現一條秘密小徑,心裡想著:「它會帶領我走向秘密花園嗎?」一夥人覺得好奇,當起「台灣探險家」,沿著清幽小徑走進去。「哇!你看!那不就是水筆仔嗎!」「還有,還有,你看!那是招潮蟹耶!好可愛喔!」我們像是井底之蛙,看到外面不同世界,是如此興奮與驚訝呀!一會兒,一陣慘叫??「啊!快來救我,我陷下去了!」在一旁神氣的小康說:「活該,誰叫你要跑到離河面那麼近的地方。」剎那間,疑問有如弓箭般射進我的腦袋,「泥土的軟硬度,和沈積物的顆粒大小、距河遠近,有關連性嗎? \r 於是,大家便想到,在地球科學課程第三章的課程中,老師曾經帶著我們討論許多有關地貌改變與平衡的過程,例如在3-1「壯麗山川的成因」中,曾提到「流水具有沖蝕力,能將流經的地方沖蝕成小溝渠」也提到「流水就像雕刻刀,能將流經之處的岩石侵蝕下來,並藉著河水搬運到更下游」、「沉積岩可以依組成的沉積物顆粒大、中、小就分別成為礫岩、砂岩及頁岩」老師並進一步說明在沉積物沉積的過程當中,當地質營力越大的時候,沉積的顆粒就越粗。而在3-2 的課程中,老師也教我們河道的平衡,讓我們了解河口的地形對整條河流而言是以沉積作用為主。在3-3 的課程中,老師也教我們有關海岸線平衡的知識,「河流不斷帶來沉積物出海,而海浪及沿岸流又不斷帶走泥、沙等沉積物,如果帶來的泥、沙比帶走的多,那麼,海岸線就向海的方向移動,反之則向陸的方向移動」,這個地方雖不是海岸,但出海口相信也受到類似的營力作用影響吧! \r 「哇!這個地方的沉積特性好像都跟我們課本所描述的內容有關,可是又更複雜了些…」大家的心裡都暗自想著…。所以大家想利用這次科展的機會,來作這個實驗,印證三年所學的成果。或許當我們分析淡水附近沈積顆粒分佈情形之時,會從其中瞭解到造成這些沈積物顆粒大小分佈營力變化的關連性,展開我們的「淡水充實之旅」,旅途雖長,但我們並不怕苦,有毅力的堅持到最後一秒,正是所謂科學家的偉大精神!\r

輻射熱計量計之轉速研究

本研究乃經由控制系統溫度、光源照度與氣體壓力的變化來觀察輻射熱計量計的轉速所受影響;根據我們所要控制的變因,設計出各種實驗系統以利觀察,如關於溫度控制方面有氣體控溫與水箱控溫,光源照度則以高功率變壓器調控之,氣體壓力部分雖然有待進一步發展,根據我們的推測也能在不久的將來完成這項變因控制。並且經過嚴謹的推導公式,其所呈現的理論與實驗所得結果互相支持,顯示我們的實驗是非常成功的。

分離式冷氣凝結水於節能之研究

分離式冷氣機具有安靜無噪音的優點,被視為未來小型冷氣的主流趨勢,為一般家庭安裝冷氣的優先考慮,亦為本科(電機空調科)必須熟練且參加檢定的技術之一,一般分離式冷氣的凝結水都是直接排到室外,若將其用於室外機可增加散熱效果,藉以提昇EER值,並達到節省能源的目的。希望藉此次研究結論,提供給冷氣相關製造廠商,作為設計分離式冷氣機的參考依據。

會唱歌的空氣

國中理化第一冊第三章「聲音」中提到聲音的產生之影響變因以及共鳴的原理,其中對於裝水的玻璃管吹氣發出的聲音的高低與水量的多寡似乎是存在著水裝得越多聲音越高的關係。如此結果引起我們的興趣,進而對這些現象加以研究與探討。課程中提到聲音的音調與聲波的頻率有關,使我們想嘗試以較常見的音樂調音器來測量聲音的頻率。

大內的月世界-二重溪層泥岩區的惡地地形調查研究

本研究選擇大內鄉的二重溪層泥岩區做惡地地形的調查,首先界定出蝕溝,再依序計測蝕溝的寬度(W)及深度(D),並計算出其比值(P=W/D)。P 值大小正反映了蝕溝的形態,P 值愈大,蝕溝愈寬淺;反之,則愈狹深。研究區因地貌的差異可以分為四區,藉由分析四區蝕溝 P 值峰部形態的差異,及土指、潛水洞和植被等特徵的觀察記錄,探討區域性地貌形成差異的影響因素。由於此四區相鄰,因此我們可以假定這四區的氣候條件相同,影響因素可能有泥質岩體裸岩面的相對高度、坡度、岩性、地層排列的方向性等。研究所得並初步和古亭坑層泥岩區的惡地地形做比較,及做為編寫鄉土教材和實施戶外教學的參考。

開關函數及其應用

玩5×5開關電燈遊戲時有很多不同的變化,我們研究這些變化中對應的函數和集合,透過這些函數和集合的概念,我們研究 1.判斷任意二個n x n 燈炮狀態圖形X 和Y 是否同類 ?如果X 和Y 是同類,則我們將找出所有使圖X 變成圖Y 的方法 (開關電燈遊戲問題只是第一個問題的特殊情形) ; 2. 所有的2n2個n x n燈炮狀態圖形有多少不同類圖形 ?由於n × n圖形有2n2個,當n 的值愈來愈大時,要確實討論這些圖形非常困難。在這個研究計劃裡,我們給出只要計算n 個圖形和一些簡單分析就可以解答上述二個問題的方法,這樣不但大幅地加快解題速度,同時也大幅地減少問題的難度。用這種方法,我們只列出n≦18 情形的解答(限於篇幅問題)。

蝎虎自割行為之探討

動物面對危險時,會產生適當的行為禦敵,自割即為蜥蜴常採取的方式。從飼養過程中觀察得:若抓取蝎虎的當時即發現其剛自割,則後來新生之尾巴沒有環節,可知尾巴無環節處便是新生處。為確切觀察其自割行為,發現:若刺激在有環節的尾部或新生尾與原生尾之交接處,則會在刺激處發生自割行為;若為無環節處的尾部,則無法自割。另外,經由 X 光片、蝎虎透明染色標本、蝎虎實體標本之尾部解剖,我們證實外觀所看到的環節處即為內部尾椎骨中的橫突處,即自割發生之斷裂面;而無環節處內部為一完整的軟骨管,綜合以上,自割後新生處無法再次斷尾。