全國中小學科展

第46屆--民國95年

揭開神祕的面紗---路竹地區輻射霧的簡易預報

路竹地區每到冬春交替的早晨,經常會瀰漫濃濃的霧。感覺前一天的氣溫較高,濃霧出現機會比較大。但事實是否如此呢?我們蒐集了每日最高溫、每日溫差、每日夜間相對濕度、每日夜間露點差、每日風速風向分析隔日起霧的情形的關係,嘗試建立路竹地區輻射霧的簡易預報模式,結果如下: \r 一、每日最高溫 22℃以上時,翌日凌晨出現輻射霧的機會約為82﹪,高溫日(高於30 度),無預期濃霧出現。低於15℃,為冷鋒籠罩日,翌日不可能起霧。每日最高溫約出係於午後1-3\r 時,冷鋒日則不一定。 \r 二、每日 22 時相對溼71﹪以上時,翌日起霧或下雨的機率約為82﹪。每日0 時相對溼度71﹪時,當日起霧或下雨的機率約為77﹪。 \r 三、每日 22 時、24 時氣溫露點差達5℃以上,翌日不起霧機率極高。每日22 時可得y =834.3x+2268.6 之關係式。(y=翌日清晨平均最低能見度\r x=每日22 時氣溫露點差)。每日0 時可得y=1125.4x+1292.9 之關係式(y=當日清晨平均最低能見度 x=當日0 時氣溫露點差),以此作為預報模式標準式,22\r 時R2=0.9724,0 時R2= 0.9823,應屬統計高可信範圍。 \r 四、每日 0 時風速小於12 kt 時,風向為偏北東風系,才有可能起霧。濃霧日之0 時風速必小於5kt,風向為偏北東風系。

翱翔天際

利用大小不同的機翼模型及強弱不同的風速,了解為何飛機因其載重量的不同,機翼的大小也不同,飛機載的人越多,機翼越大;飛機載的人較少,機翼也較小。

生生不息-石蓮花

研究石蓮花的營養繁殖,首先我們證實石蓮花不需要土壤和水分,葉基一樣可以長出新芽。接著,我們用複式顯微鏡觀察大小不同的葉子生長組織的構造,比較它們的分生能力。然後我們心血來潮,大膽地將生長組織作不同方式切割(平均或不平均橫切、縱切、十字型切及三、六等分切…),它們呈現了神奇的的分生能力。後來,我們又試著把小芽縱切為二,那二株像米狀的小芽,居然可以正常生長為二株新植物。最神奇的是,我們將長出的小芽持續摘掉,那原始的生長組織完整存在,再現分生能力。最後,我們把生長組織切下,在不同葉子間互相轉植也成功了。

影響球體恢復係數變因之探討

我們改進求恢復係數之方法:以指向性麥克風錄下球及珠子掉落與連續反彈後掉落之聲音,以 Adobe Addition 軟體分析,此軟體是依照時間先後列出聲音之強弱波形,以滑鼠指在波形高?處,電腦即跳出該處之時刻,兩高?間之時間比值即是恢復係數。依此方法求出大小不同的鋼珠撞擊大理石板,大者恢復係數稍小一點。為何如此呢?為了控制溫度,我們製造簡易恆溫箱。低溫的測量則是進冷凍庫作實驗。結果是鋼珠與大理石板之恢復係數只有在低溫時有明顯降低。塑膠珍珠與大理石板之恢復係數卻只有在高溫時有明顯降低,此時塑膠珍珠可能受熱變得較軟。每一種球類比賽的使用球,都需知其恢復係數是否合乎標準。我們提供了一個簡單又準確度高的方法。

天螺地網—福壽螺的防治研究

以苦茶溶液濃度做為控制變因,實驗組以6個不同濃度的苦茶溶液供給作為水稻需水,而對照組以池水做為供給水。以其株高為基本依據,記錄不同濃度中水稻的生長情形。並採用統計方法分析其生長情形有無差異,結果是:在苦茶濃度1×10-4%以下之溶液都無差異。採集福壽螺的螺卵,孵化並飼養至實驗所需重量(110mg±10mg),將螺取出放入苦茶溶液,並記錄其死亡率。結果為:在濃度為5×10-6%以上苦茶溶液可將福壽螺致死。由水稻和福壽螺對苦茶溶液的反應可推論出:在特定濃度範圍內之苦茶溶液,能在不傷害水稻的狀態下減少福壽螺的數量。

「流」得住嗎?-利用二次式係數探討流體阻力

利用Data Studio 軟體紀錄物體在水中運動的速度、加速度,以驗證用二次式C0 + C1 v + C2 v2 來模擬水作用力的可行性。

洋紫荊種子之著生位置與種子之發育相關研究

我們實驗的靈感是來自洋紫荊的豆莢,藉著已學過的種子萌發與幼苗生長的資訊,我們想要來探究在固定環境下種子在豆莢內分布對種子萌發的影響,有可能就好比輸水的配給方式,水分或養分的吸收而有所不同;我們先設計實驗,測出對於種子萌發最好的環境,再分別種植大量的種子,紀錄並比較前、中、後不同分布位置種子的萌發情形;因為在類似水廠配給下,就推測在較接近豆莢蒂頭部份的種子會較容易萌發。

步步為營、步步為贏

藉由數學課曾學過的空間及坐標─形體的性質及坐標的單元,找出L 棋能致勝的策略;首先我們先透過競賽與網路上所找的資料,一一找出必勝棋局,再根據必勝棋局發現各種可能致勝策略,接著我們找同學進行實際競賽,在實際競賽中使用,最後發現「雙方L 棋排列方式」確實有助於贏方佈局,而「中立棋擺放位置」則也是致勝的關鍵;而在實際競賽中,「長邊、短邊是否靠邊」的應用則較為廣泛。這個研究有助於大家對於空間的思考更加謹慎敏銳,且不論年紀大小均可以多玩L 棋,幫助思考。

打火英雄

科學教育月刊第77 期所刊載的第十七屆亞太數學競試試題中有一個有趣的問題:「在一個n×n 正方形棋盤中,某點起火而擴散,欲撲滅著火點且一次只能撲滅一點,最有效防止火勢擴散方法為何?」本研究即是由此延伸,著重在擴散之後所產生起火點總數,以及撲滅的可行性、順序與如何獲得最大安全區域等問題,並嘗試改變棋盤形狀與擴散條件。

旋轉 90 度的秘密~探討馬利筋的特殊傳粉機制

馬利筋(Asclepias curassavica L.)是普遍栽植在校園或公園裡的食草兼蜜源植物。它跟授粉者有互利共生的關係,花朵構造特殊而且需經過一連串機制才能完成授粉。馬利筋的雄蕊與雌蕊癒合成一個特殊的蕊柱(gynostemium),藉由構造上的導引讓授粉者能把花粉塊從管狀雄蕊中抽出來,再經過粉塊柄(translator)散失水分後而扭轉。然後花藥單位被帶到另一朵已經空出相對位置的蕊柱上,花粉塊碰到柱頭而達到授粉的目的。樺斑蝶與馬利筋的共生關係很巧妙的完成了傳粉的目的,但是結果的機率似乎不高。不過因為植株本身有毒、無性生殖能力強、一個果實有多個種子以及種子有毛能隨風飄散等條件,所以還是使得馬利筋順利的在台灣繁衍下來。