全國中小學科展

第48屆--民國97年

多刺祼腹蚤之研究

本研究以多刺裸腹蚤(Moinamacrocopa)進行觀察,實驗一對水蚤型態觀察得知:雌雄之差異可從第一觸角及育兒囊辨別、在3齡時有抱卵現象,行孤雌生殖。實驗二不同光質對於水蚤生長影響結果:水蚤在紅光、LED紅光、日光、黑暗組中生長良好,綠光與藍光中生長較差。實驗三水蚤在不同酒精濃度下活動得知:8%以上酒精中會死亡,4%酒精之環境有昏迷甦醒現象,2%酒精無明顯昏迷現象。實驗四進行水蚤體內酒精去氫?活性測定,檢測體內酒精去氫?活性顯示:水蚤酒精去氫?活性隨酒精濃度(0﹪→4%)明顯降低,推測因代謝酒精會降低或抑制酒精去氫?活性,避免酒精代謝物對生物體的負面影響。綜合以上結果,藉由酒精去氫?活性可作微環境耐受性之試驗模式,期望可應用於環境指標之試驗生物。

智慧型安全行車限速系統

在本專題中,我們擬建構出一套合理又安全的行車限速系統,其具有之特色如下:1.研擬將路邊的限速告示牌,改為依速限主動發射信號通知駕駛。2.如果超過速限,系統立即產生告警聲通知駕駛。3.只需按下〝定速〞鍵,即可在定速且不超速的狀態下安全駕駛。4.不同路段若有不同的限速信號,系統將隨時自動修正車速。5.於定速期間,駕駛亦可由微調鈕在不超速的前提下調整車速。6.只要踩煞車或按下解除鍵,即可輕易的解除定速駕駛,恢復成一般駕駛。7.路邊發射信號可以搭配道路施工,地方活動等路況訊息,讓駕駛更能掌握路況動向。8.本系統如能搭配GPS定位系統使用,則更能精確的掌握行車速度與安全。

兩同心圓系重疊形成曲線的研究

兩透明片A和B分別印著同心圓系,A的半徑依序為:λ1,2λ1,3λ1...B為λ2,2λ2,3λ2...。當兩透明片重疊時,會形成干涉圖樣,兩圓重疊處,形成加強性干涉,相當於水波槽實驗中波峰和波峰重疊形成腹點。此種干涉圖樣的最大特色為:移動其中的一片透明片,就會形成極大的圖樣變化。 本作品推導出一個四次極座標方程式,這個四次方程式滿足兩透明片重疊時所顯現的所有圖樣。我們證明: 1.若λ1 = λ2 則干涉圖形為雙曲線或橢圓。 2.若λ1 ≠ λ2 且A和B兩圓心的距離 = 0時,形成新的同心圓。 3.若λ1 ≠ λ2 且A和B兩圓心的距離 ≠ 0 時,形成類似心臟線或蚶線,我們證明在離圓心較遠處為蚶線或心臟線。

浮標靈敏度的測定

浮標局部的物理特質為變因,逐步掌握靈敏度與變因間的關係以對照釣場的口傳經驗。

線上遊戲--探討線段與紙帶衍伸出的拓樸圖形與遊戲

本研究討論一條線和兩條線打成死結或活結的原因,再探討有寬度的線段(?帶)翻轉不同度數後黏合的情形,與由橡皮筋衍伸出的各種圖形有哪些規律與特色,最後我們也探討了一些和拓樸有關的遊戲並研究發明其他遊戲或魔術。從這次的研究中,我們發現生活中不起眼的繩子、紙帶與橡皮筋,竟然也隱含了數學的拓樸原理,而且從簡單的拓樸性質-物體或圖形在不割裂、破壞孔洞下,可任意伸縮及變形,就可以衍伸出許多神奇有趣的遊戲。

RRID停車場管理輔助裝置

本專題係主要利用無線射頻辨識系統(RadioFrequencyIdentification)之特性來達到停車管理與認證之目的。此種非接觸式感應裝置是目前市場上之潮流,雖只有一張小卡片,卻結合了方便與認證之自動化停車管理機制。當車主進場停車前,將卡片貼近讀卡機,隨即可辨識是否為本車場認可之車輛。一但通過認證將自動開啟停車柵門給予車輛合法駛入,否則停車柵門將不予開啟。此輔助裝置之特點在於合法車輛之車主可自行持卡感應進入,一但停車日期停效,車場柵門將不予開啟,車主將無法進場停車。有別於傳統以搖控器開啟柵門之方式,傳統方式之缺點在於無法辨識此車是否為本停車場所認可之車輛,也無法自動控管讓車輛僅在有效期內進場停車,徒增車場管理上之安全漏洞與不便。

數字「珠」璣

本研究源自於某數學問題「王家珠寶盒」,內容為將1~169個數字排列成一個正六邊形的\r 形狀,排列完後有數個有趣的規律:169為13的平方,圖中每六個數字圍成小灰色六邊形,\r 數字和是13的倍數;黑色部分的數字是13的倍數,灰色六邊形外圍的12個數字圍成較大的\r 白色六邊形,這12個數字數字和也是13的倍數;六邊形的數字以對角來看154+15=169、\r 161+8=169為169……等,所有的規律都圍繞著13的倍數。因此研究主軸放在找出各項性質\r 的原因為何?排列方式為何?是否有其他的數字可排列成此種六邊形?經過分析後,利用\r excel計算1~2000000的數字,找出6個數符合1、169、32761、6355441、1232922769、\r 239180661721,但尚未能證明是否只有這6個數,故未來研究方向應置於證明是否還有其他的\r 解亦或只有這六個解成立。

條條矩矩法-探討級數的奧妙

本研究探討「小高斯速算」的推廣。主要往三個方面發展:(1)自然數一到七次方的和。(2)三角形數列的變形。(3)自然數兩兩連乘積數列、三連乘積數列等的總和。研究過程當中,主要利用三種方法求解:(1)條條矩矩法:用不同的矩形、不同的排列方法表示各數列,再運用直行或橫列觀察,便可將原式變形。這是我們研究出的方法,以下稱為「條條矩矩法」。(2)三角形法:先將數列排成一個三角形,再將其往不同的方向旋轉,得三個三角形,再將這三個三角形中每個相對應位置上的數字加起來。這些數值會相等。把這些數加起來後除以3,即得原式的總和。(3)數型關係法:運用數的拆解將式子變成較易運算的形式。藉由這三種想法,將高次的級數變成較低次的級數,得到本研究的答案。其中「條條矩矩法」可作為一般計算級數,或是找規律的工具。

穿越網格愛上你.

在平面上,行數為 n 列數為m(表成n ×m )的長方形網格中若有一由單位長水平或垂直線段連接所有相鄰格子點的折線,同時不重複經過任一格子點,這樣的折線稱之為n ×m網格中的漢彌頓路徑,簡稱路徑。 我們研究了當m = 4,5時,在n ×m網格中,所有從左下角(1,1)出發,右下角(n,1)結束的路徑總數T(n,m)以及從左上角(1,m)出發,右下角(n,1)結束的路徑總數U(n,m)。在過程中我們也計算了n×3、n×4的網格中由左下角出發,左上角結束的路徑,分別以M(n,3), M(n,4)表示總數。 我們得到下列的結果:

親愛的,嫁給我吧

植物吸收亞磷酸(H3PO3)後,可產生植物抗禦素、酚化合物等抗病物質,對疫病 (phytophthora spp.)有可以肉眼觀察的防治效果。我們想要觀察抗病物質是否能在植株內跨組織的流通,為避免結果被亞磷酸的流通影響,設計實驗如下: 將不同品種的葫蘆科植物施用亞磷酸,選出產生抗病物質較多(稱反應較強者:苦瓜 (Momordica charantia)),及較少者(稱反應較弱者:扁蒲(Lagenaria siceraria)),將兩者嫁接,故可排除亞磷酸對反應較弱者之影響。觀察接種疫病後的發病情形,與未嫁接、同種嫁接等進行討論,得知抗病物質在植株間的流通情形。數據分析,發現: (一)苦瓜與扁蒲皆可產生抗病物質及負向影響物質,且苦瓜之抗病物質比例、及扁蒲之負向物質比例較高,且皆可於嫁接植株間流通而互相影響。 (二)亞磷酸之下行性、抗病物質之上行性、負向物質之下行性較佳。