全國中小學科展

第44屆--民國93年

高雄縣旗尾山蕨類資源之調查研究

台灣素有「蕨類王國」之稱,台灣產的蕨類約有六百餘種,其中特有種約六十種,不僅資源豐富,單位面積的蕨類種數更是世界之冠。此外,蕨類也是高中生物教材中非常有用且有趣的相關教學資源。旗尾山擁有豐富的動植物資源,可是我們對這個環境中的蕨類植物族群,卻瞭解很少,因此,我們覺得有必要也很有興趣針對旗尾山的蕨類資源進行調查研究。

網格電路之研究

本實驗主要在研究等間隔的方格導線(以下均稱為”網格電路”)之電流、電場及電位的性質,進而擴展到平面導體,並驗證克西荷夫定律。首先,以23×23 規格的鐵絲網網格通以直流電探討電流-符合「結點定律」,電壓-符合「迴路定律」。其次,由其電場分布圖修正邊界的問題。最後,測出平面導體的電位分布圖,比對網格電路電位分佈圖之相關性非常相符合,由此推論平面導體的電場分布情況。

蟲蟲危機

黃斑粗喙椿象是半翅目昆蟲,牠是「肉食性」椿象,主要以鱗翅目的幼蟲為主食,我們所要研究的是以紋白蝶的幼蟲來飼養黃斑粗喙椿象,觀察黃斑粗喙椿象的一生。種植小白菜,小白菜的主要蟲害是紋白蝶的幼蟲,利用椿象是紋白蝶的天敵關係,釋放黃斑粗喙椿象防治紋白蝶,進行生物防治法的研究,以減少小白菜噴灑農藥。

不怕別人偷窺的密碼鎖

有鑑於一般密碼鎖在輸入密碼時都要注意身旁身後是否有他人偷看,由於大部分密碼鎖的密碼幾乎都是固定很少變更,所以利用單晶片寫出一套不容易被看出密碼的密碼鎖,改善一般密碼鎖密碼過短卻容易被破解,或著密碼過長卻不容易記住以及輸入時之麻煩,此種密碼鎖能在許多跟密碼保護有關的硬體上施行,能有效防護密碼外洩。

浪碎何方

本研究的目的在探索孤立大浪的運動與其靠近岸邊的行為。實驗在長1.8 公尺、寬75 公分、高30 公分的透明大水槽進行,結果發現孤立大浪由深水進入淺水,當波高小於水深時,波速會變慢,當波高大於水深時,波速會隨水深越來越淺而越來越快,波高也變高,而且速度快到一定程度以後,前方的水面變成垂直的水牆,接著浪頭就會打下,浪就碎了。如果坡度較緩,產生水牆的位置會離水陸交界點較遠,水牆維持的時間也較長。實驗結果顯示孤立波浪的移動會像毛毛蟲的爬行,有伸縮現象,浪高會高低起伏,波速也會些微地忽快忽慢。

天生好動-探討花粉粒子於不同溶液中的布朗運動

本實驗使用香水百合花花粉粒子來觀測其在下列溶液中的布朗運動:HCl、CH3COOH、NaCl、KCl、NaOH、Na2CO3、C6H12O6、C12H22O11、ZnSO4、Na2SO4、C2H5OH、H2O2、Ca(OH)2、CaCO3。藉由三眼顯微鏡量測電視螢幕上花粉粒子布朗運動的路徑圖,並由此算出粒子運動的平均自由徑(λ)。 用統計學的方法分析,就容易濃度、酸鹼度、解離率三部份來討論實驗結果,發現:溶質粒子的大小事影響花粉布朗運動λ值的最大因素;pH值越大的溶液,λ愈小;解離率愈大的溶液,λ愈小。 推論其原因,認為溶質粒子愈大,花粉周圍的粒子愈小,周圍分子的撞擊力不易平衡,故λ小:OH - 較H + 的氫鍵強,所以PH值愈大的溶液,因有愈多的OH - ,而使溶液不穩定,故 λ愈小;化合物溶於水解離後的粒子是"離子"因是帶電的粒子,故使花粉粒子在溶液中的運動較不穩定,故λ較小。 此外,我們的結果分析推論亦可在第四部分「混合溶液 – 布朗運動」的實驗結果獲得驗證。

鬼斧神工的風蝕地形

經由此次觀測東北海岸的風蝕遺跡,並從模擬類似風蝕岩的實驗活動中,體會到地表岩石風化成土壤要經歷很長的時間,同時也讓我們粗略了解岩石剖面所紀錄的地質事件,可利用自然所學的方法仔細去觀察與實驗,比較容易從地殼表面所透露的訊息,嘗試探究在漫長的地質年代中,地殼曾經歷過變動的史跡。也感受到海浪、潮汐、風力作用在運動的時候,似鬼斧神工般所產生的撞擊、挖蝕、磨擦的震撼力是不可忽視的。

昆蟲與植物間的代理孕母─蟲癭

我們的實驗主要針對單一株月橘上的蟲?進行研究調查,其次,統計調查數據並將其化為圖表,討論?之分布與各項變因的關係,進而延伸至蟲?本身,解剖個體、逐一觀察,對蟲?內情形作比較;另藉由黃色黏蟲紙捕捉附近的昆蟲,以了解造癭者與寄生性成蟲的可能種類。

鏽裡磁場乾坤大

本研究主要是探討鐵在磁場中的生鏽速率,我們利用強力磁鐵製造磁場,再將鋼絲絨置於磁場中使其生鏽,而後測量鋼絲絨的耗氧速率來了解磁場對鐵生鏽的影響,經實驗發現當磁場越強時,鐵生鏽速率越快;另外我們也測量銅及鎳在磁場中氧化的耗氧速率,實驗後發現磁場對於銅及鎳的氧化速率沒有影響;此外,我們對於電場作用下的鐵、銅及鎳氧化情形做實驗,發現電場都會使三種金屬氧化速率變快;而在電磁波作用下,我們也發現鋼絲絨的耗氧速率沒有影響;最後我們也發現鐵釘生鏽後再磁化,磁化後磁場比未生鏽鐵釘強,且對於磁性的保持較久。

弦歌不輟—用圓駐波振盪模式探討彈性模數

行為動機:鐘鳴繚繞,弦歌不輟,探究其奧秘,發現是金屬圈形成圓駐波,不停交織而成。初試啼聲:彈性鋼弦半徑愈小的弦,剛性愈大;共振頻率愈高,波速也就隨之增大。進階認知:彈性線材依其長短、斷面形狀、材質及負荷之分佈,而有不同彈性模數。不能自拔:不同振盪模式,對彈性線材也有不同的彈性行為,進而了解金屬的機械性質。爐火純青:從實驗設計,數據分析及統計,測得環狀鋼弦用圓駐波振盪模式的彈性模數。