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第50屆--民國99年

「圓」來如此-看我88變

從十片看似形狀不一的圖形(圖1)組合成圓形是我們挑戰的目標。經由實際的拼組操作及多次討論,我們發現可以利用圓的外型特徵以及全等圖形交換的方式,組合出許多好玩又不同的圓。從第一次成功拼出圓,接二連三大家又陸陸續續發現不同的拼湊方法,再經過老師的指點,整理出菱形、正三角形和四分之ㄧ圓的對稱規則性,找出之前遺漏的部份,越拼越多,彷彿進入拼圖世界,讓人一探究竟!

當電與藝術邂逅

我們利用電解水或其他反應時,在兩極產物本身有顏色或使酸鹼指示劑產生變化,做出具有多種色彩的化學畫板。我們採用了KI、CuSO4、KNO3、NaNO3、K3Fe(CN)6等多種電解液或加有酸鹼指示劑,以及不鏽鋼、鋁箔、黃銅板、銅片等多種導電板,在不同的電壓及濃度下,以一系列的實驗,得出許多不同的結果,並比較出其優劣性。我們發現以0.3M的混合液(KI:酚?=4:1)為電解液,不鏽鋼為導電板時,通以3V的直流電,正、負兩極均可分別立刻產生褐色及粉紅色,達到雙色的效果;電解紫色高麗菜汁可得到紅色或綠色字;電解赤血鹽正極可得藍色;電解硫酸銅負極可得黑色。

複眼定位器

蜜蜂複眼具有偏光天文羅盤的功能,他們即使沒有直接看見太陽,但只要看見一部分的天空,就可以知道方向。本實驗探討蜜蜂偏光定位的原理及構造,並了解昆蟲複眼偏光定位的運作機制,透過模擬且簡化蜜蜂小眼的構造,製作昆蟲複眼定位器,且實際至戶外操作測量天空偏振樣式,計算出太陽方位,藉此可作各種太陽定位運用。此複眼定位器因為是利用天空的偏振樣式定位,不會受到天氣狀況影響,即使看不到太陽,依然可以找到太陽方向,可應用在太陽定位的技術上。且不是利用地磁定位,因此可用於航空或航海方面。

鏡中銀-奈米銀之抗菌

本實驗採取的製程方式是改良自高中化學實驗-銀鏡反應,利用多侖試液,加入葡萄糖作為還原劑,則可析出金屬銀並附著於反應容器的表面。在?米銀製作過程中,我們應用界面活性劑SDS(Sodium dodecyl sulfate)吸附在微?表面上以抑制其凝聚,在這個實驗,我們加入不同劑量的SDS,並且發現加入1.5g的SDS,在410nm吸光值最高。我們採用1.5g的劑量的SDS,測出吸光值後,採取吸光值最高的奈米銀溶液,製作成PVA薄膜,並且發現具有抑菌的效果。 我們將此澄清透明的亮黃色奈米銀液體製成的PVA薄膜,等薄膜凝固之後,貼在培養基上,有的直接用澄清透明的亮黃色液體塗抹,或是不讓薄膜凝固直接塗抹,觀察抑菌及抗菌效果,此為本實驗重要之論點,也能由此再證明一次此澄清透明的亮黃色液體正是奈米銀粒子。

聖!聖!聖!100%聖「ㄅㄨㄟ」

曾經看過報導有擲筊比賽連續30個便可以帶大獎回家,我們覺得很不可思議,但那有沒有可能是因為跟筊本身形狀、材質,或者是擲筊的方式有關。而我們也有看過不肖人士利用灌鉛和灌水銀的方式詐欺作法騙財而讓迷信的人們有錯誤的解讀,甚至對他們或是他們的家人造成傷害,所以我們想要從科學的角度來做實驗,試著做出永遠的聖筊,告訴大家不要輕易被欺騙,讓那些迷信的人能明辨是非,對擲出來的結果,不要太過執著,但人們仍可保有信仰,我們目的純屬對不良的筊做研究。

新油切戰士-柴油與機油分解之進一步探討

本校學長從機油污染處土壤中分離得到一支具有分解機油能力之戈登氏菌(Gordonia sp.)(暫時命名為A4),它是一種具有降解難分解之碳氫化合物能力的土壤放線菌。經由16S rDNA序列分析發現A4與目前已知的戈登氏菌差異頗大,可能是一支新的本土戈登氏菌。大學實驗室的檢測報告也證實A4是一具有分解脂肪族和芳香族碳氫化合物的油污分解菌。本實驗中發現A4它能分解機油、柴油與沙拉油,具有耐鹽與耐酸鹼性,不受綠膿桿菌與紅城紅球菌所抑制,比紅城紅球菌分解機油與柴油的能力更為出色。此外,這三種油品都會影響綠豆胚根生長,且以柴油的傷害最嚴重。經A4處理過的油品,能降低對胚根生長的傷害,柴油的復育尤其顯著。另外,農業廢棄資材—花生殼能加速A4對機油的分解有助生物復育。

喙生會食—探討無患子椿象喙的差異對食物選擇的影響

無患子椿象是指以無患子科植物種子為食物的椿象,在台灣常見的無患子科植物有台灣欒樹與倒地鈴,調查發現台灣欒樹和紅姬緣椿象(大紅)、倒地鈴和小紅姬緣椿象(小紅)的分佈是有相關性的。進一步實驗顯示小紅和大紅會優先選擇無果莢的無患子科植物,但對於選擇種子的種類則差異不大。喙的平均長度雌蟲大於雄蟲,因為長翅雌蟲具有產卵與遷徙能力,調查其喙長與體長,發現吸食台灣欒樹種子的椿象喙長較短、體長較長。台灣欒樹中的小紅喙長的標準差最大(0.46),顯示此區椿象的喙長差異大,有演化的力量在作用。

月神阿提米斯(Artemis)的傷疤~月球隕石坑和輻射紋之模擬與探討

以「方格紋路」標記砂土表面,方便觀察撞擊時表面的詳細受力情形。利用「紅土球」撞擊砂土的過程中,紅土球會成功碎裂,並且會產生「輻射紋」、「中央峰」與「環形山」等地形,此隕石撞擊模型是我們自創的,而且效果相當良好。玻璃彈孔的「橢圓形延伸碎裂區」橢圓軸的方向和「最大破裂痕方向」均會和「射擊方向」一致。利用輻射紋之「長短軸比值」和「射擊角度」之間的「標準曲線」,可反推出第谷坑、哥白尼坑、刻卜勒坑和阿里司塔克坑的撞擊角度。發射器以低角度射擊時,能以「打水漂」方式模擬出「連續隕石坑」。砂子和石灰粉都能藉由橡膠彈力球之撞擊,在反彈後可以產生「多重環形山」,可證實「不一定只有液體」才能製造出「多重環形山」。我們藉由h= S‧ tanθ公式,可以利用「上弦月」平面相片求得隕石坑的深度。使用自製CD光譜儀,能分析出隕石坑之間的RGB值和HSB值之差異性,CD光譜儀分析所得的資訊量遠多於一般的月亮黑白相片。

絲絲入扣─絲瓜生長記實

本研究配合絲瓜生長期從2010年1月到4月底,歷時4個月。透過種植絲瓜的過程,學習研究植物的基本方法,了解植物生長的奧祕,研究方法以野外觀察、記錄、野外實驗、室內實驗法及文獻探討法進行。 本研究分成三個部分,第一部分,透過種植絲瓜的過程,觀察絲瓜莖、葉、花、果實的生長情形。第二部分,探索絲瓜卷鬚捲曲的過程。第三部分,探討絲瓜卷鬚纏繞與攀爬物的關係,根據實驗結果絲瓜卷鬚捲曲攀爬喜細且圓的物體。

夢幻的韭菜~台灣水韭

我們以學校的生態水池作為台灣水韭復育研究的樣區,研究探討台灣水韭的構造、生長方式與環境棲地。台灣水韭的構造可分為根、葉、孢子囊群;當葉脫落植株約20天後會腐爛,露出孢子即可繁殖;若豪雨導致整棵植株離土漂浮在水面上,則會腐爛死亡,無法達到繁殖的功用。 台灣水韭的枝葉在挺水區容易受到風力或動物的外力而使枝葉脫落,所以新植株的數量挺水區比沉水區多。台灣水韭比較適合生長在半日照的地方,覆蓋腐植土使台灣水韭生長最佳。 綜合以上,如果南部地區要建立復育棲地,建議提供較大面積,且有樹蔭的半日照溼地環境,而且水池環境有深水區、淺水區、緩坡區讓台灣水韭可以挺水、半挺水及沉水生長,同時促進棲地的生物多樣性。