全國中小學科展

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高中組

烏龍茶湯抗氧化、抗齲齒菌與抗輻射能力

在國內是極為常見的飲品,種類不勝枚舉,過去許多研究報告亦指出茶對人體的健康有多種益處。本研究欲將凍頂烏龍之茶葉做熱泡原葉、熱泡粉碎、冷泡原葉、冷泡粉碎四種不同處理以探討不同沖泡方式對其沖泡出來之茶湯的影響。實驗結果證實:在熱泡及粉碎茶葉的條件下,茶湯溶出的物質較多,進而影響茶湯的諸多物理及化學性質;其中熱泡茶能有效的清除DPPH自由基,具有比冷泡茶更好的抗氧化能力,且能抑制齲齒菌的生長,證明其對健康確實有益;以四種茶湯澆灌受到輻射處理的綠豆可修復輻射傷害,但冷泡原葉茶持續的較短,而使用冷泡茶浸種綠豆可有效預防輻射傷害;但在正常無輻射的條件下,四種烏龍茶湯皆會抑制綠豆的生長,因此不宜用來澆灌植物。

The Automatic ODCR Award-checking System using Machine Learning--自動發票對

此研究以設計自動化發票對獎的系統(Award-checking System,簡稱ACS)為目標。架設網路攝影機拍攝發票上的數字,經由自製的二值化演算法、雜訊處理以及字元切割方法,將數字逐一取出,擷取影像中特徵向量,經過訓練完成的「支持向量機」模組判讀影像中的數字,進而對獎。其中為了達到自動化對獎的效果,以微控制器操控機械手臂翻取發票,與電腦端使用遠端程序呼叫的通訊協定,進行系統整合。 實驗後得知於此系統上,以顏色為依據的二值化方法之正確率為Otsu(最大類間方差法)演算法的2.88倍;且自製的光學數字字符識別(Optical Digital Character Recognition, 簡稱ODCR)較一般OCR(Optical Character Recognition)程式高出約18%的正確率。

紫!白!棕?綠?鹵化鉛與雙氧水反應的探討

在專題實驗中將 KI(aq)與 Pb(NO3)2(aq)反應產生的黃色 PbI2(s),偶然地加入雙氧水後,發現反應非常劇烈並產生紫色與白色氣體,這種奇妙現象引起我們的興趣。再者 KBr(aq)、KCI(aq)與 Pb (NO3)2(aq)反應產生 PbBr2(s)、PbCI2(s)若加入雙氧水後,是否反應會產生紅棕色與黃綠色氣體呢?為了揭開這些問題的謎底,於是我們著手設計並進行實驗加以探討。

潮間帶的鐵甲武士?水頭沿海\n中國鱟(Tachyp1eus Tridentatus)的生殖與族群動態之研究

84 年十月起,隨中研院陳敦授等,對金門沿海鱟的棲地做過多次初步觀察。 85 年八月後,就金門水頭潮間帶秋冬季仔鱟的棲地與其分布及生長狀況,進行調查發現仔鱟多在潮間帶的潮溝活動,個體由高潮區往低潮區漸大,其體長在 14.4 至 91.0mm 之間。入冬後氣溫下降,仔鱟潛入泥攤中,鮮少出來,其活動狀況與海水溫度成正比。冬季時,若氣溫在 20℃ 以上,且有陽光,仔鱟即潛出爬行。之後,我們繼續這項調查和監測任務,並企圖觀察成鱟在高潮帶產卵情形,迄無所獲。 86 年八月中旬,在試養成鱟的池中意外發現 2 隻剛孵化的初生幼鱟。不久,水試所也陸續有幼鱟孵出,驚喜之餘,在取得水試所林課長的協助下,對鱟的繁殖與族群動態作進一步深入探討。

身披黑色盔甲的獨角獸

獨角仙(Allomyrina dithotomus)與犀角金龜Oryctes rhinoceros(Linnaeus)是台灣中低海拔地區常見的大型植食性金龜。兩種甲蟲的成蟲在枯腐的堆肥中產卵,幼蟲吃其中的腐植質,經一齡、二齡、三齡後便化蛹,蛹再羽化成成蟲。兩種甲蟲以雄蟲多雌蟲少的比例飼養,雌蟲的平均生殖力最高,幼蟲養於深度超過10公分的天然腐植土或太空包腐植土中,並保持腐植土濕度為3(土壤濕度計測量),幼蟲存活率、化蛹率及羽化成功率皆很高,新一代的體型也很大;若比較兩種甲蟲隻之飼養難易度,犀角金龜比獨角仙更容易飼養。所以,依以上方法就能簡單、便利又成功的飼養繁殖獨角仙及犀角金龜。

平分秋色

在“漫談卡特蘭數”這篇文章中,提到一個關於卡特蘭數的問題:「考慮在n×n的格子上從(0,0)點走到(n,n)點,不經過直線y=x之下的點有多少種方法?」而本篇研究除了將其規律找出、導出公式之外,並用一套有系統的鏡射方法將其推廣到直線x-y=n時的規律。此外,還可利用圖形切割、重疊的方式進而討論雙邊振盪。

層經滄海難為水—沉積層的研究

本實驗旨在觀察沉積顆粒在不同流速及不同坡度環境中的沉積分層情形。首先,我們利用篩選機篩定出粒徑在特定範圍內的砂子當作沉積顆粒,接著建立沉降實驗的基模,並選用不同顏色的砂子,分批搬運沉積在沉積槽中做出明顯的分層,實驗過程中改變搬運力及坡度觀察其對分層的影響。我們初步觀察到基本的粒級層,更進一步發現到層序不一定按照砂子倒入河道的先後順序排列,即先供應的砂子沉降後,會因為搬運力的改變而再度被搬運至上層,覆蓋住後供應的一批砂。

風碩-室內氣流之探討

炎炎夏日常為了兼顧舒適與節能,會將窗戶及氣窗全部開啟,而窗戶及氣窗的開口位置及大小均影響著室內通風效果,因此我們製作與教室等比例的壓克力模型,拍攝線香通過模型的軌跡,觀察開口對氣流的影響,並將它放置在均勻穩定的風洞之中,以模擬教室的通風狀況。實驗結果,在兩隔板開口對稱時,室內通風率隨隔板距離增大、隨入口風速減小;若在後隔板開了氣窗,其通風率會隨隔板距離減小、不隨入口風速變化,顯示開氣窗將讓室內通風率更加穩定。再者流體在進入開口處時會有加速的現象,其速度變化率會隨入口風速有遞增的趨勢,且隨兩隔板距離增加漸趨明顯;而風速變化率卻與兩隔板距離成指數遞減關係。

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。

在人工磁場下

磁場對生物的影響,的確是存在的。這點已有人做過實驗並參加科學展覽,而我們在看過他們的實驗後,即對此深感興趣。因我們也曾經設想,如把一隻魚放在強烈磁場中,它是會口吐白沫,橫屍水面呢?還是活力充沛,精神更佳呢?不過拿魚來作實驗畢竟是不太容易的。既知磁場對生物的生長速率有顯著的影響,為什麼到目前還未聽說人工磁場應用在農業上的事蹟,還未看到農夫們因額外的豐收而喜悅?原來到目前為止,只知磁場對生物有影響,但對影響的原因和應用的價值尚未聽說有完整的解釋和評估,農夫們當然不可能為不共確定的結果就在田中放了大量的磁鐵。所以我們就想藉不同受磁時期對植物生長的影響於此作小小的探討,希望能在植物的生長初期中找到一個適當的受磁時期,讓植物在此時期接受短暫的刺激後就能以較高的速率你長,而不用從播種到結實都受磁場的刺激。當然,找一個適當的磁場強度與以匹配也是很重要的,所以我就設計了這同時控制兩個變因的實驗。