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第48屆--民國97年

台灣欒樹下的紅杉軍

本研究是針對紅姬緣椿象(Leptocorisangur)的生活習性及牠們的群聚現象,做生態調查及成長週期的探究。經過七個月的觀察,在群聚現象方面,我們發現,紅姬緣椿象會因為溫度降低,聚集的數量增加,因台灣欒樹開花結果的季節而改變出現的時間,且聚集在一起的紅姬緣椿象多半是1-4齡蟲,棲息環境會選擇在有雜草落葉的石頭底下。在生命週期的觀察,發現牠們的生命週期(卵-成蟲)約七週,單獨一隻飼養死亡率偏高,尤其是在1-3齡階段。在交配產卵研究結果發現,野外的紅姬緣椿象交尾時,如果受到打擾並不會終止他們交配的行為,但如果捕捉野外的雌、雄蟲放置一起也不一定會交配,交尾後會選擇在隱避或易取食的地點產卵,室內和野外的卵的變化不太一樣,室內的卵是從古銅色-橘-金黃才孵出、野外的卵則是從金黃-橘-古銅色孵出,本研究更發現,紅姬緣椿象也會孤雌生殖。

LED光照組織培養苗

以發光二極體(LED)設計組裝作為植物生長箱的人工光源,利用其低耗能特性,達節省能源之目的。金線蓮及嘉德利亞蘭組培過程,以不同光波長,搭配不同照度,與一般燈源作比對,就環境因子:溫度、波長、照度,對生長情形的影響。金線蓮用頂芽微扦插、嘉德利亞蘭以小芽分割直接育苗,以一般燈源為標準,比對LED組之白、紅、藍、綠及紅藍混光組?本進行實驗。試驗量測各光源之溫度及照度,觀察葉、莖、根生長之顏色與形態且量測重量作為指標。實驗結果,所有光源皆能促進生長,以LED白光處理之組培苗的質與量最佳,且最低耗能下有最高照度值,以LED白光2.9klux取代傳統光源,每一植物生長箱,每年至少省721度電,達到節省能源且可得到健壯組織培養苗之目的。

大海裡的小巨人-有孔蟲再現

本次的研究範圍主要以新化丘陵的二重溪層為主,而且所發現的有孔蟲及貝\r 類化石多數位於地層界線帶,我們所研究的有孔蟲種類共有14 種之多,其中分\r 布最廣、密度最高的有孔蟲種類有FBLs 及FBPs.數種,牠們生長在廣鹽性的海\r 域,所以遠在高雄市的岩心(地表以下的地層)也可以發現牠們的蹤跡。在有孔蟲\r 的外型中又以輪型最多,其中FBLs 有部分種類的周圍薄片,是適應大自然的結\r 果(帄衡用)。還有一些有孔蟲呈水帄堆疊,顯示當時的海域環境穩定,都與當時\r 的生態環境息息相關,所以我們終於了解地質學家為何常以有孔蟲化石作為確定\r 地質年代的標準化石和古沉積環境的指相化石了。

翩翩起舞--氣流對翼片浮升的研究

本研究利用塑膠投影片、吸管、黏膠等簡易材料,自製許多不同的翼片,以自製的浮升高度測試架測量雙片翼浮升的高度。發現要使雙片翼能夠穩定螺旋轉動浮升,以翼長12㎝、翼寬3㎝、雙翼夾角成水平180度、底部高度2㎝為最佳。以側吹氣流使單片翼浮升的研究中發現:翼面水平夾角35度且翼片面積越大,迎風產生的上升浮力越大。接著利用三個單片翼成功組成一個能穩定旋轉浮升、永不掉落的三片翼。最後用四個單片翼組成一個能伸展與收縮、有節奏向上爬升的毛毛蟲。

電風扇扇葉角度的秘密

本實驗主要探討一般家用電風扇葉扇角度對輸出風力的影響,在過程中藉由改變葉扇的角度及面積,探討電能功率轉變成輸出風力功率的情形。實驗中,我們假設葉片和空氣分子間的碰撞為彈性碰撞,並以此假設提出理論模型。再利用葉扇角度為0度角時,所測得轉軸處消耗的功率為背景,分析討論各種葉扇寬度及角度所對應的輸出風力功率,期望能從中找到較理想的葉扇角度。從實驗結果,我們發現要使向前輸出風力較大,其中一個方法是將角度調小來提高轉速,但因電風扇馬達的設計,若轉速過大會在轉軸處消耗更多的能量。所以需藉由調整葉扇的角度及面積,得到較佳的向前輸出風力或是較好的能源效率比。

太陽啊!請賜給我神奇的力量!─玻璃杯裡風車轉動的秘密

本研究主要在探討在什麼條件下,才能讓玻璃杯裡面的風車轉得快呢?我們先製造一種基本款的風車,接下來探討光源與轉速的關係,扇葉與轉速的關係,底座與轉速的關係、遮罩與轉速的關係,室內溫度與轉速的關係、扇葉與底座間距離與轉速的關係,並詴圖找出除了光之外,是否還有其它方式也能讓風車轉動?我們希望能將此裝置應用在教學上,解釋「光能產生熱能」、「光能產生動能」、燈光下會有「風」及空氣熱對流等物理現象,並發展出有趣的科學玩具。

吃粉筆灰的精靈--新式板擦的設計

目前教室使用的板擦清潔器,在市面上銷售的有:拍打式、手動板擦清潔機與電動板擦\r 清潔機,這三種清潔機,都是事後的清潔,無法改善擦黑板時粉筆灰到處飛揚的缺點,因此\r 我們根據會影響擦拭乾淨度、空中粉塵量、板擦清潔容易度、溝槽粉塵量及清潔盒粉塵量的\r 各項因素,嘗試製作出新式板擦。

誰比我更容易---挑戰極簡馬達

在學校的科學玩具研習社團中,我們曾學過以線圈纏繞製成的簡易馬達,如下圖,但我們自己製作的過程中,發現不僅費時,連學校老師都失敗好幾次。於是我們嘗試尋找其他更簡便的自製馬達,能夠方便攜帶與即時組裝。最後,我們在網路上【參考資料(1)】找到一種名為「法拉第馬達—Faraday\r Motor」的資料,它的外觀不僅簡單、新奇,拆裝更是方便;在克服了其中強力磁鐵的收集後,我們花不到一分鐘組裝完成然後讓它動起來,看過的人都大呼驚奇。我們在整個研究的過程中,製作了「極簡馬達模型」,方便測定轉速、更換零件與觀察轉動。此外,利用實驗所產生的結果,我們發展出自製的『磁力軌道車』玩具,並進一步延伸應用在「磁電再生能源車」。\r

溼地的勇士-海茄苳呼吸根與抗鹽逆境之研究

本研究觀察海茄苳四種呼吸根在形態學上的異同,並以顯微鏡觀察四種呼吸根的構造,\r 推論四種呼吸根的功能:出水呼吸根為露出土面吸收大氣中的氣體;纜狀根為支持植物本體\r 及運送由出水呼吸根吸收之氣體至植物本體;支持根為支持植物本體;營養根主要為吸收土\r 壤中的水分及養分。其次觀察海茄苳與其它植物葉片的構造、氣孔數量、氣孔型態、土壤的\r 差異並測量植物二氧化碳產生量,推論海茄苳需要呼吸根的原因為:一、葉片氣孔數量過少,\r 二、生長環境嚴酷不利於吸收養分及空氣,三、呼吸作用率較差。然後觀察海茄苳在不同濃\r 度鹽分的逆境下之泌鹽量、根部生長速率、葉片及根莖形態及存活天數。最後測量葉片表面\r 的導電度、內部電阻值及觀察有無老葉的方式,來推論海濱植物抗鹽分逆境的方法,發現:\r 一、海茄苳、海馬齒、馬氏濱藜可以泌鹽方式排鹽,二、林投、水筆仔等植物可以拒鹽方式\r 排鹽,(3)三、鹽定及海馬齒可以落葉方式排鹽。

照過來!看我為太陽能板擺POSE

本研究是為了瞭解太陽運行的軌道與規律,找出使用太陽能板發電時擺放的最佳位置。實驗後發現一天當中相同時間間距的高度角變化幅度差異不大,但正中午時變化的速度較緩慢。方位角於早晚時間變化速度較慢,越接近中午,方位角變化越劇烈。且一年中在冬至過後接近春分時,和秋分過後接近冬至,一天的竿影連線都會有機會成東西向的水平線。太陽能板擺放方位分別在早晚的時間對太陽能板的發電量影響力較大、調整太陽能板仰角則是在正午前後2個小時的時間影響力較大。整體而言,春季時,在台北地區,將太陽能板面向正南方,且將角度調高至30°或40°時,太陽能板的發電量會最佳。另外,放大鏡擺放在一倍焦距處,可以使太陽能板產生更大的發電量。