全國中小學科展

高中組

Oh!my sports 含羞草

本實驗內容主要為探討含羞草觸發運動的成因,主要針對風所造成的受力、蒸散與觸發運動之間的關係加以探討。鑒於以往科展對於含羞草觸發運動之研究雖然數量相當多,但很少有人注意含羞草的原產地在炎熱多雨的南美洲而台灣的含羞草卻以"可以生長在乾燥多風的地方"聞名。大部分的人將注意力集中於其觸發或睡眠運動表象,本作品則將重點放於:鼎鼎大名的含羞草觸發運動,究竟對於它本身有何益處。我們認為含羞草在其原產地時觸發運動可避免枝葉折散,但到了乾燥多風的地方這會是它類以對抗乾燥的武器

「記憶中的好味道」—以提示訓練果蠅之記憶能力

果蠅是常見的實驗生物,且近來有許多證據指出,果蠅可記憶懲罰與附加的線索,具有一定的學習記憶能力。我們的實驗利用果蠅喜好的氣味作為誘因,透過附加的提示進行訓練,使果蠅將氣味與附加提示加以連結,產生記憶。而結果顯示,果蠅對色光有所偏好,我們選用非偏好的顏色作為提示,訓練果蠅將提示與偏好的柳橙汁氣味加以連結;除顏色外,我們亦運用漆包線通電製造磁場,以磁場作為另一種提示。而驗收結果顯示,果蠅確實可以記憶提示與柳橙汁氣味的關連性,密集訓練後,超過半數果蠅在沒有氣味誘因下仍選擇有提示的一方,表示果蠅已將該提示與喜好之氣味加以連結。結果顯示,不僅有懲罰能做為學習記憶的訓練方式,適當運用喜好之事物亦可有效促使果蠅產生學習記憶。

自然黑鑽-生物性炭材神奇妙用之探索

本研究探討並比較市面上不同生物性炭材對於調節環境溼度、釋出礦物質離子、影響水溶液的酸鹼值及吸附重金屬離子的能力與差異性。所選取的試驗炭材包含竹炭、備長木炭和稻殼燻炭共五種生物性炭材。研究結果顯示各生物性炭材均具有調節溼度、釋出離子、鹼化飲用水以及吸附重金屬的功能;但不一定如市面上種種有關報導的神奇,仍須謹慎的選擇與應用。不同來源之竹炭與木炭,在各項功能上僅有少許差異,屬於同一類型之炭材。稻殼燻炭對重金屬及其他離子的吸附能力最為卓越;選為移除重金屬?染之炭材最為適宜且經濟,具雙重環保效果。在除濕方面亦以稻殼燻炭最為實惠;然而稻殼燻炭比其他炭材釋出高量之鈉、錳離子,不適用於日常飲水及食物中。

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。

吸金耶!磁性奈米金粒的製造與修飾

研究中主要是利用簡易的化學反應製造出含金粒子的磁性奈米粒,能應用在生醫、環保等多種領域,故此高反應性的磁性奈米金粒未來發展潛力無窮。 根據 分別改變 Fe2+和 AuCl4− 的莫耳數比、加氨水前的反應時間、等比例下反應濃度等變因,製成最佳型態的磁性奈米粒。並將產物浸泡於帶氫硫鍵的p-Nitrothiol Phenol( PNTP )中,再以拉曼光譜儀測試磁性奈米粒外層金粒子所鍵結的PNTP 含量,比較出可參與反應的金粒子數;實驗後發現固定四氯金(Ⅲ)酸濃度時,硫酸亞鐵溶液濃度越高,平均產量愈大,但含金量下降;而 Fe2+和 AuCl4− 的莫耳數比固定時,反應的濃度會影響磁性奈米粒的型態;加氨水前反應時間愈長,平均產量變動不大,但含金量先上升後下降。

盡可能擁擠

給定一個有n 個頂點的簡單圖 G ,將頂點標號為1,2,…n;考慮任意相鄰的兩頂點標號和中最大值的最小值,稱此極值發生時的標號為圖G 的擁擠標號。在這個研究中,我們得出方格表、m× n × l 長方體、環狀圖、圓柱圖及樹圖的擁擠標號和其極值的通式,並討論相關的問題。

相異電路組合數的探討

有一個電路網絡,其中含有N 個相同的電路元件,因為每個電路元件皆是相同的,所以會使得兩個電路網絡不相等的唯一原因,僅在於元件的排列和組合方式。一個電路元件有兩端點可以與其它的元件串聯或並聯。 其中所串聯的數個元件,是可以改變串聯的次序是不影響該電路網絡的運作的,改變並聯次序時亦同。因此若兩個電路網絡A, B,A 可以由調換串聯或並聯次序後跟B 相等,則稱此兩個電路網絡是等價的;不等價的電路網絡,稱為相異的。 本文最後給出了一個方法以求得:給n 個相同的電路元件,可以造出幾種相異的電路網絡的個數。 最後推得:有n 個電路元件的相異電路網絡個數,n=1 時為1;當n>1 時為2an,其中數列{an }的遞迴關係為:

甲基藍之光催化分解動力學研究

在實驗中,我們利用光催化分解有機污染物,並探討其中的反應速率。以紫外光、氧氣及觸媒-二氧化鈦,對甲基藍進行一連串的光催化反應,並設計了四種變因,分別探討反應時間、甲基藍初濃度、二氧化鈦表面積和紫外光波長對反應速率的影響。最後再利用分光光度儀,測量反應後的吸收度,用比爾定律換算出反應後甲基藍的濃度,進行實驗的討論分析。 \r 由實驗得知,隨著反應時間的增加,甲基藍的濃度逐漸減少,但反應的速率卻也逐漸減緩。若反應物的濃度增加,造成碰撞的頻率增加,導致反應速率亦增加。因此反應為非勻相催化,甲基藍需吸附於光觸媒表面較容易進行光催化反應,因此觸媒表面積大小會影響光催化反應速率。若照射光子能量超越能帶差,光粒子數增加,反應速率亦會增加。 \r 綜合實驗結果及數據,因而推導出甲基藍的反應速率定律式: \r r = k [ MB ]0.15~0.30(ATiO2)1.7~1.9

樂活腳踏車安全照明之研究

腳踏車是一種非常環保的交通工具,因此我們從環保觀點著手研究,利用人力很方便能產生的動能,再利用動能轉換成電能發電。 本研究分成機械結構及電路迴路兩大部分。機械結構有自行設計的 : 1. 不用下車的自主發電機構。 2. 回收煞車時的制動能量輔助發電機構。 均利用繩索的張力傳導力量,並利用槓桿原理對發電機(或稱磨電燈)施力,使其碰到車輪而轉動發電,同時利用彈簧回彈歸位。至於電路部份有簡單的整流、濾波、穩壓以保護電路,還有可以把能量儲存的充電電池。使得腳踏車也具有主動照明、警示的LED 燈,避免一些意外的發生,以保護騎士的安全。 同時實驗了施力大小對發電機轉速的影響、以及煞車輔助制動能力的大小、了解到能量不滅定律。並且實驗行車速度與發電的電壓、電流的關係,以及充放電實驗用以了解電池蓄電的效果。依據實驗結果反覆的驗證,改進機械結構與電路系統,以提高系統之效率與實用性。

杯子與茶壺的對話

以自行裝設的簡易實驗器材來觀察液體流出圓口容器口時之狀態,並針對其壁流現象和液體流量、濃度及容器口之間的關係加以討論。