全國中小學科展

第46屆--民國95年

柯西不等式之推廣

本次科展由一個高中關於柯西不等式的題目『設0

趣談多邊形點數之關係

當任意多邊形每邊點數不斷增加時,總和點數應該是多少?其變化之方式又是為何呢?當圖形由平面改成立體時,其總和點數之變化是否又與平面時的變化有何關聯呢?本篇文章主要是探討多邊形在每邊點數不斷增加時,總和點數之變化情形,進而探討在三角錐、四角錐…至 m 角錐之總和點數,循序漸進的去找出數與形之規律。

挑戰電中性原理~「帶電溶液」的研究

利用范氏起電器將靜電導入蒸餾水、甘油、苯、環己烷、乙醇、正丙醇、正戊醇、HCl(aq)、 NaCl(aq)、CuSO4 (aq)………等不同溶液中。我們發現,非電解質溶液可以藉由極性分子的媒合作用〝貯存〞電子,而其中H2O效果最好,即水合電子是可以穩定存在的!但在水中若添加HCl、\r NaCl等電解質將會提高溶液導電性,以致於無貯存電子的效果。我們也發現苯雖不是極性分子,但因具有π共振系統,也能有效貯存電子。

蟲以食為天─線蟲覓食與攝食行為之探討

線蟲在科學界備受矚目,然而,對於線蟲覓食及攝食行為的研究卻仍不多;每一種生物都有其獨特的行為模式,我們想知道線蟲如何覓食與攝食以適應自然的環境,因此以覓食與攝食行為為主題著手研究。本研究歸納出線蟲的 7 種覓食及攝食的一般行為:前進、探頭、偏移、擺頭、後退、轉向及拐彎行為;與兩種特殊行為,其中樹枝狀行為與線蟲消化有關。本研究發現線蟲對嗅覺有依賴性及專一性,即使線蟲被其他氣味干擾仍能找到食物。我們也發現到一種特殊的混亂行為,是當線蟲接近 E. coli 時出現的一種受干擾的行為,經實驗進一步探討,發現引起線蟲混亂行為的原因是 E. coli 所釋放出的化學物質,化學物質濃度越濃,線蟲所表現出的混亂行為就越明顯。

筷裡乾坤

近年來政府有關單位一直加強宣導國人對『環境保護』、『綠色消費』應有的概念和認識,故提出不少政策,例如:“不用塑膠袋,強制執行垃圾分類、自備餐具、、、”等等新政令,這些政策均是要改善整個生態環境,使其受到適度的保護;讓國人在生活環境上可以獲得更舒適安全,讓生活在地球上的所有物種均能延續其生命,進而能在這地球上生生不息。

月曆密碼大作戰

月曆上的數字會隨時間流逝,我們試圖觀察並展現出月曆中等差數列數字間的規律,並在月曆上畫出二維平面對稱幾何圖形找出變化規則,讓大家了解日曆數字的變化的規律過程,也讓學習的過程更為生動、多元有趣。

我拆!我拆!我拆拆拆!-拆除最少邊數以阻擋正多邊形的研究

阻擋正多邊形曾在第 44 屆全國科展高小組數學科第二名-阻擋正多邊形出現,其主題是「正方形棋盤儘可能打最少『×』,使其找不到四個空格,以空格當頂點,可連成一個正方形」,本研究改變其規則-討論正方形棋盤儘可能刪除最少的邊,使棋盤中找不到四個邊組成一個正方形。選定這個主題,因為我們數學課本,剛好也學到垂直平行與四邊形及怎樣解題(觀察、察覺數列的規律性)。我們從阻擋正方形研究起,推展正三角形及正六邊形,加上變換棋盤形狀,最後再到阻擋長方形,透過實際操作、表列觀察,從過程中找到阻擋正多邊形的共通策略-兩個方格共用一個「×」及方格放大後呈現回字型一層層增加固定的「×」數,而且特定圖形會像數列排列一樣的有規律性。

底片盒的歌舞秀

生活中的物品會因撞擊、摩擦、注入空氣等等發生振動,會發出聲音,在經由空氣的傳送,讓遠處也聽得到。在利用送入空氣形成空氣柱而發聲的樂器,我們可以改變其空氣柱的長短來控制音階高低。利用光線反射,微量放大的原理,使聲音變得聽得到也看得到。底片盒的入氣口形狀、設置位置,吹送氣口的大小、按孔位置、底孔的設置都會影響口笛的發聲及變化。底片盒「聲」「光」效果十足的歌舞秀,讓我們這一次的自製樂器,聲音產生的探究活動充滿了驚奇,也讓我們收穫豐富。

內心、垂心、外心是3 位循環節的循環小數?!

三角形的內心I,向外部或向內部作”過三頂點與I 連線的垂直線”時,I會成為新的三角形的垂心或外心,而且依內、垂、外心的次序循環。新三角形的外心與I 共線,與尤拉線存在特殊的關係且三角形間相似。

自動滅火系統

課堂上使用酒精燈的危險,引發我的危機意識,於是,根據課堂上所學的空氣可以被加壓縮,並參考了「原來如此」這本書中簡易抽水排水系統的製作及驅動往復泵的機械等裝置,製作了一套可以自動感應,並能噴灑出水柱,將火熄滅的『自動滅火系統』。希望,當災害真的發生時,這套『自動滅火系統』能派上用場。