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高中組

維納斯的惡作劇—偏光形成的色彩現象

利用起偏片固定光偏振方向,通過膠帶後,光產生偏極化現象,經由檢偏片觀察,可看見色彩變化。我們探討顏色和厚度及角度的關係,發現當兩偏振片不垂直時,在夾角外會出現另一組顏色,同時發現灰階可由角度加以控制,以及顏色為何如此單調甚至是無色,經光譜儀分析波長透射率,證實兩者為互補色,此結果與光波在雙折射材料傳播,造成相位延遲的分析一致。1888年Michel-Levy發現這個現象,這是由於材料的雙折射作用偏轉了光的偏極方向,不同波長的光穿透率不同,因而出現色彩,這個現象目前相關應用於偏光顯微鏡和光學應力測試儀,卻無人詳述原理及檢測方式,目前使用的是查表的方式,故提出新的方法,在未來可用於改進檢測材料應力及光纖傳感器的領域上。

鋼珠在旋輪線軌道上運動的研究

鋼珠在旋輪線軌道上純滾動時,有等時性,其簡諧運動的週期和振幅無關。用電腦繪圖,畫出旋輪線,再用電腦割字,在壓克力上割出旋輪線,組合成旋輪線軌道。 1. 測量鋼珠在旋輪線軌道上作簡諧運動的週期,證明鋼珠純滾動時,週期和振幅無關。 2. 鋼珠由軌道不同高度(h)釋放,測量運動至底端的時間(t),質心速度(v),作 t ? h圖,以及v ? √h 圖,可找到鋼珠發生滑動兼滾動的臨界高度,求得靜摩擦係數。 3. 兩相同的鋼珠,一靜置於完整旋輪線軌道的底部,另一個由高度h1處釋放,被撞鋼珠滾動上升到最大高度h2',由h2'和h1的關係式可求得恢復係數。再將一鋼珠靜置於半旋輪線軌道的底部, 另一個由高度h1處釋放,原靜止鋼珠被撞後作水平拋體運動, 可量出 v2',作v2' ? v1 圖亦可求出恢復係數。

第三葉在那裡?槐葉蘋之研究

在校園的天井中,看見由老師自外校帶回的槐葉蘋,葉面上毛絨絨的,十分奇特。興緻所然,便查閱資料,得知其為三葉輪生,但只見兩葉浮於水面,第三葉在哪裡?於是展開一連串的研究行動……。

三度空間的單向─白鼠學習行為

本校科學館十四個月以前購進三對白鼠,經過積極培育飼養,以繁殖了一百多隻。目前數目正不斷增長中,除了長期觀察白鼠的哺乳及繁殖增減情形外,為了使本校白鼠能在學術界有所貢獻,更精心設計了水平方向旋轉及垂直方向旋轉的二組裝置。且將懷孕的白鼠分三組,第一組裝於水平方向旋轉器中,第二組裝置於垂直方向旋轉器中生活,上二組為實驗組,另一組為對照組不旋轉。此乃使實驗的白鼠能由懷孕開始,便在定向的環境中生長。等出生後,從來只知朝一定的方向行進,它的天生機能是否會因而受到影響呢?它在進入三度空間的世界堿O否仍然能調適適應呢?特就在此局限的環境中成長的白鼠來說,以後它是否還可發展為具有正常適應能力的成熟白鼠呢?

圓柱體作純滾動時的靜摩擦力的研究

在做聯考題時發現有火車的啟動需要靠摩擦力的試題,在一般人的直覺中,摩擦力總會影響物體前進的速度,使其減慢,怎卻反而幫助火車前進呢?這便激起我們研究的動機。

光之尺:解開金屬膨脹的秘密

使用馬赫‧曾特爾干涉儀,它可以利用光波微小波長(可見光400 ~ 700奈米,1奈米 = 1nm = 10-9 m)的特性,來進行微小的長度變化的測量。在干涉圖形中每一個環或圈數的變化都是一個光波長λ,透過觀察圈束的變化ΔN,算出真正金屬所膨脹的厚度。最後,利用熱學中的長度增加量ΔL=L0×α×Δt,得到我們要的:金屬的熱膨脹係數α。

一個也沒漏掉

本文中我們探討一個有趣的數列。這個數列有一個非常特殊的性質:將數列相鄰兩項的前項當分子,後項當分母,所產生的分數數列,恰好會出現所有的正有理數。 這個特殊的性質表示,可以將正有理數按照這個方式作排序,這個排序將完全不同於常見的正有理數排序的方法。 (1). 在正有理數的排序的結構中,我們做出許多有關於此數列的定理。 (2). 用數學歸納法證明此分數數列涵蓋所有正有理數,且每一正有理數只出現過一次。 (3). 將數列分割後,利用試算表製成數列規則表,並整理出快速的方法將數列表達出來。 (4). 將an 數列排成“樹”的模式,可更快速的把正有理數寫下來。 (5). 最後,設計出搜尋正有理數的演算法,解決在分數數列中第n 個正有理數會是多少;以及正有理數會出現在數列中第幾項的問題。

龍菌物語

由2009年台灣國際科學展覽會的優勝作品「從麵包蟲體內分離出可分解保麗龍之菌種」中,我們知道麵包蟲腸道內有可分解保麗龍之腸道共生菌-紅菌。 利用傳統厭氧培養的方式,我們進一步研究發現,除麵包蟲外,體型較大的麥皮蟲其腸道也具有共生菌-紅菌和白菌。藉由兩者菌相比較,麥皮蟲的腸道中,白菌較多(佔80%),紅菌較少;而麵包蟲的腸道中,紅菌較多(佔75%),白菌較少。當我們以保麗龍為碳來源的無機培養液篩選時,白菌無具有分解保麗龍的能力,紅菌則具有。最後,分離出可分解保麗龍的五株菌株:SR429、SR7412、SR8514、SR8515及SR851,而且皆由麵包蟲分離而來。 藉由細菌生理特性分析,發現五株菌株型態皆為厭氧菌、球菌、格蘭氏陽性菌,生長情況比較:30℃>25℃>20℃。未來將探討其最適合生長的環境(溫度),希望可以大量培養可分解保麗龍的菌株,及未來找出此些菌株可分解保麗龍的酵素,以期能降低保麗龍所造成的環境污染。

是誰打翻了天公的醋醇子? ───\n一九九四年臺北地區酸雨與天氣型態關係之研究

近年來,由於愈來愈嚴重的空氣汙染,造成了許多以前沒有的生態危機,「酸雨」便是其中最嚴重的一項。這個問題不但受到大家的關注,也引起了我們研究的興趣。我們常常聽到臺北地區的雨水的酸化已非常嚴重,但到底到了什麼程度?自己常常淋到的雨成份為何?不同的季節,不同的天氣型態下,酸雨的情況是否有變化?其間之關係又如何?這些都是我們想去探討的。

速率越大阻力就越大嗎? ─ 流體阻力的探討

當我在書上看到「汽車在行駛時,當風速達某一限度,再增加速度反使阻力減小」時不禁覺得驚訝,因為我一直以為速率越大阻力就越大,於是我開始了以下的實驗。