全國中小學科展

高中組

見光死

將紫甘藍汁盛裝在內壁塗佈有 TiO2 光觸媒的燒杯中,以紫外光照射半小時即有顯著的褪色現象,但未塗佈TiO2 燒杯中的紫甘藍汁也以紫外光照射,卻無螁色,可見TiO2\r 的確產生效果;並以自組的透光儀量測紫甘藍汁水溶液,發現當水溶液的顏色愈淺,透光度會愈大,透光儀所輸出的電流值也隨之愈大,故可藉以計算紫甘藍色素的分解率。另外,實驗發現在愈鹼的環境下,TiO2\r 光觸媒對紫甘藍汁有較佳的分解效果,由此可推論,紫甘藍汁中色素的分解是起因於氫氧自由基的氧化作用,在愈鹼性的環境中有助於二氧化鈦光觸媒產生氫氧自由基,故造成鹼性環境中的分解效果比在酸性環境中好。

聲波的分析與探討

如果說和電腦溝通的方法中,最常用,同時也是最普遍的,就是鍵盤 Keyboard 輸入,我想該不會有人反對吧!但除非是學過打字的人,不然必定會認為這是一種又耗時,又耗力之作法,因此我們便突發奇想:如果我們能用聲音和電腦溝通的話,豈不是比鍵盤輸入更快,更方便嗎?若要如此,首先就必須對聲音有更深一層的暸解、分析。我們人是如何地去分辨對方所講的每一個字呢?是靠聲音的變化?或頻率?還是響度?抑是音色?再不然就是這些因素以外之變因呢?又想到喇叭、鋼琴、古箏、吉他如果同樣奏出 Do 。但每種樂器各有各的特色及音質,這是為什麼呢?由以上的許多疑點,而引起了我們研究的興趣!

「心圓異碼」-尋找隱藏的第六顆心

由費瑪點的定義(連接所有頂點的距離和最短),偶然讓我們思索,△ABC同平面是否存在點O,使得OA+OB+AB=OB+OC+BC=OC+OA+CA。我們稱點為「周界點」。利用反演,我們用尺規作圖找出了此點在任意三角形的作圖方法。利用周界點定義藉由雙曲線變動關係找出周界點,找出任意三角形的周界點位置,在用GSP找出任意三角形周界點變動軌跡。進行雙曲線追蹤時,發現此點在某些三角形中可能不存在,我們推導出此點存在的充要條件為:√[a2-(c-b)2]+√b2-(c-a)2]>√[c2-(b-a)2](三邊長c≥b≥a)藉由GEO,我們研究三角形的周界點軌跡和存在區間。我們更進一步探討在平面中不存在周界點的三角形在空間中使能找到周界點。

毛蕨演化現象之探討

毛蕨是金星蕨科毛蕨屬中頗為常見之一種蕨類植物,生長於本省海拔 1200 公尺以下的庭園、路旁、田邊或山谷林緣空曠處,分布於中國大陸南部、印度、越南、韓國、日本、琉球、菲律賓等地,是屬於南中國要素的植物地理分布型。

探測原子—α粒子散射的模擬實驗

天地萬物形狀各異,色彩繽紛,或輕如雲絮,或巨如天體,各式各樣。但是其基本的構造均是由原子堆砌而成的。對於這半徑只不過是 10 -8cm 大小的原子,由於我們目不能及、手不能觸,因此只好隔著一層薄紗般地去臆測、去揣度、去求證。究竟原子的結構如何?是否有什麼奧秘之處?吾人心裏實在充滿著許許多多的問號自二十世紀以來,已有許多物理學家提出了各種關於原子模型的理論與研究,我們遂選擇目前最被接受的原子模型,設計模擬實驗,希望藉此實驗來驗證吾人所學。

木炭竹炭誰好"色"

本研究以竹炭、木炭作為吸附劑,吸附水中的有色物質(染料、顏料),發現竹炭的吸附效果比木炭來得優異、脫色效果來得明顯。並藉由等溫吸附理論來探討,進而了解吸附行為機制,並且探討粒徑與溫度對於吸附的影響。

走過四重溪

從地科課本裡,我們知道了岩層會產生褶皺,是因岩層受應力作用後產生不均一的應變造成的。而褶皺所造成岩層層理的形狀,通常有開放性的褶皺與封閉性的褶皺。我們經常看到開放性的褶皺,就從沒有看過封閉性的褶皺。 民國73年7月號的科學眼雜誌上,刊登了一張ㄈ字形的偃臥褶皺露頭的照片,據老師說 : 此褶皺位於四重溪畔。在好奇心的驅使下,來到了四重溪,涉水到達露頭,(以下簡稱四重溪露頭),其景觀只能用鬼斧神工形容,當我們爬到露頭中心處,結果發現並非ㄈ字形,而是一個封閉性長橢圓形的褶皺。為何會產生這種褶皺的疑惑湧上心頭,所以請老師指導,作實地的研究與測量,並且回到學校實驗室嘗試以黏土、石膏作模擬,所以我們另找了兩處露頭作勘測,一位於199號公路旁軍營附近(以下簡稱軍營露頭),另一位於石門古戰場紀念碑東邊(以下簡稱石門露頭)。

利用低介電常數溶劑來培養晶體

一般培養晶體之方式是利用〈一〉減少溶劑《蒸發法》〈二〉降低飽和溶液的溫度等兩種方法,本實驗是提出第三種方法即利用可與水互溶的低介電常數溶劑,加入飽和鹽類溶液中,來培養晶體,我們發覺若將溶劑直接倒入飽和溶液中,析出的晶體成粉末狀或細顆粒狀,若控制溶劑流速,使溶劑慢慢流入飽和溶液中,則會長出漂亮的晶體。流速越慢則晶體長得越大,最後我們可以發現利用棉線的毛細現象來控制溶劑的流速,流速可以很慢,且棉線頭可以當晶種,培養出的晶體又大又漂亮。

鬼腳圖

在本文中,我們試著從不一樣的角度下去研究鬼腳圖,想辦法以空間的情況找出鬼腳圖的特性。首先,我們將參考書籍上的簡略資料作延伸,努力找出出空間鬼腳圖最完整的定義,並找出它的化簡方法。接著,我們開始結合群論的角度去討論之,好讓空間鬼腳圖的運算特性更為明瞭。最後,我們還自行發展出一套計算方法來研究空間鬼腳圖的畫法,並運用機率統計的方式來分析空間鬼腳圖遊戲的公平性。

ㄍㄧㄚˋ那ㄍㄧㄚˋ嘎呀巴蘭睨註1──霧社地區蟲癭相調查

1995 年的 10 月是我第一次看到蟲癭的時候,當時是在一株稱為「小金櫻」的薔薇科植物的葉片上發現。那時根本不知它叫「蟲癭」,也不知它的形成是由昆虫寄生所引起植物細胞組織不正常的生長。當時還以為是某種寄生性的植物,為了加以證實,我帶著它去請教植物保護老師,得到的答案是一個「?」後來又有於一個偶然的機會下,前往台大梅峰農場實習時提出了此問題,也有帶標本供其鑑定,得到的答案也是一個「?」後來我不斷翻閱書籍但答案依然是一個「?」\r 直到 1996 年的暑假,我去農試所拜訪一位研究人員時,提到此事,並帶標本去,但不是小金櫻,而是台灣雅楠。得到的答案有兩個,一是蟲癭,一是寄生性植物。為了要進一步的求證,那位研究人員介紹我前往國立自然科學博物館找一位植物專家,而在見到那位專家時,他馬上給我了一個答案「蟲癭」,並轉而介紹我去認識一位正在對調查台灣蟲癭相當有研究的人員。在她那兒,我得到了許多相關蟲癭的文獻及資料。\r 1995 年的 11 月學校新成立了一個社團「生態保育社」,指導老師是教生物兼班導的老師,而我也是社員之一。她於去年也指導過學生參加科展,主題是調查霧社地區的蕨類,看到他們研究結果後,突然有一莫名的想法,那就是:不管花多少年的時間要將霧社地區生態作一個調查。在不知它叫蟲癭時,為了尋找答案所翻閱的書籍資料,每每採集地都少不了霧社,而在這段時間裡,我也常在山裡頭亂闖亂走,發現到霧社地區林相複雜,相對的可在此地生存的生物也就多了,而蕨類的調查使我更確定了這個想法。\r 「蟲癭」這種生物它可能在任何植物部位上發生,而一般人對它只有片段的知悉或完全不知有它的存在,種種的原因給了我一股衝動,那就是藉由此次科展機會將它介紹給大家知悉,這也是霧社地區生態調查的序曲。