全國中小學科展

高中組

玻璃風爆

颱風天時,許多人在玻璃上貼膠帶,想防止玻璃被風吹破。但在玻璃上貼膠帶是否能增加玻璃的抗壓性,且貼哪種字型、哪種材質的膠帶所產生的效果較佳,眾說紛紜,因此我們自製加壓箱,並藉由壓力計及空氣壓縮機等器材,測量不同情形下玻璃抗壓性的變化。我們發現玻璃是由中心附近向外輻射破裂,且貼膠帶後確實能增加玻璃抗壓性,當膠帶貼到玻璃中心或四邊,增強效果都不錯。彈性較佳的布紋封箱膠帶所造成的效果比透明、紙封箱膠帶好。將實驗數據與各級風壓進行比較,顯示就算玻璃不貼膠帶,也可抵擋台灣歷年來最強颱風所產生的風壓,更別說是玻璃貼上膠帶了。但以上結果只適用於我們實驗用的玻璃,當玻璃大小、厚度、材質等不同時,則結果需作調整。

脊索動物第一型肝細胞核因子之分子演化—由八目鰻及文昌魚cDNA序列選殖探討

第一型肝細胞核因子是脊椎動物所特有之轉錄因子,分成HNF1-α及HNF1-β二型。因為鮭魚是唯一於非四足類所發現之HNF1,且其序列較接近於四足動物,所以產生了一假說:在所有輻鰭魚類都只有HNF1-α,在輻鰭魚類與肉鰭魚類分支之後,發生複製事件,產生HNF1-β,而這第二個基因的產生被認為是為了因應新的器官與生理功能(如:肺的有氧呼吸),然而不能排在的祖先中有HNF1-α與HNF1-β基因,只是在演化的過程中被喪失掉。 本實驗室於鯉科斑馬魚及慈鯛科吳郭魚均選殖到HNF1-α與HNF1-β,推翻了此假說,對於其複製事件發生時間及演化過程感到好奇,希望藉由低等脊索動物互補DNA序列之選殖,了解其演化。

揭開「龍珠石」的秘密

「龍珠石」一種天然形成的圓石,奇特而少見。它的形成背景是什麼?為何會這麼圓?它的組成是什麼?它形成的源頭在那裏?為何會形成珠石?珠石的出現和大地的變動有何關聯性?這些都是充滿著未知數,因此找出這些問題的解答,也就是我所要探討的主要目的。

衣魚體內可分解纖維素之微生物研究與應用

本實驗以衣魚食物多為纖維素的特性探討其腸道內是否有可分解纖維素之微生物。首先利用剛果紅染色原理證明該微生物的存在,並抽取其DNA進行聚合酶連鎖反應將結果定序檢驗微生物物種及找尋其功能性基因。其次以不同生化方法測試該微生物反應,並測定其分解纖維素之效率。本實驗已確定衣魚腸道內有Bacillus amyloliquefaciens以及Paenibacillus woosongensis兩種菌種,並參考文獻找出Bacillus amyloliquefaciens以及Paenibacillus woosongensis的功能性基因引子,兩種細菌的分解纖維素效率分別達1.786 U/ml以及 1.682 U/ml,往後將抽取其酵素,改變環境測試其效率,及測試分解不同纖維素物質之效率,例如:稻稈、玉米葉莖、廢紙…等,以應用於分解堆肥及製造纖維酒精。

同心圓、環紋、直線系重疊成的圖形

圖形的重疊會因為線條重疊處產生亮紋,我們分別去討論同心圓系,平行直線系,佛瑞奈環紋互相重疊產生的干涉現象,並嘗試以極座標表示產生的圖形,及其出現位置關係,以數學方式解釋物理的干涉。

光風車性質之相關研究

本研究是關於俗稱「光風車」的葉輪輻射計之一些基本性質,經過討論後,我們決定對其幾個可能變因做實驗測試,處理測量所得數據整理於下內文中,並做結論於末。關於實驗測量部份,我們探討使其轉動之主要原理,並討論其於相同環境下改變測試變因是否影響轉速,藉此研究其確實之影響變因,並探討是否能將其作為某些應用。

棋盤的費柏那契

在學校科研營的教材中,有一個題目,其內容相當:「在一列格子中,放入黑棋與白棋。規定白棋不可連續放置,而黑棋不受此限,請問共有幾種可能的排列方式?」此題之答案,基本上就是鼎鼎大名的費伯那契數列(Fibonacci Sequence),因此我們用此規則,而把一列格子橧加為m列n行,用來探討它的規律及關係。

毛細管測量液體表面張力的研究

到醫院探看受傷同學,看到點滴注射,引起我們利用毛細管及細針頭測量液體表面張力的興趣。

能源的有效利用

能源費用約佔電爐煉鋼業之加工成本中的三分之一,不但直接影響到煉鋼業之生存與獲利,同時如何有效利用能源應為缺乏能源之台灣更努力的方向。本實驗的目的就在探討有效利用煉鋼作業中排放之熱氣來預熱廢鐵(廢熱回收)之方式及其效果。礙於實際操作之費用過於龐大,且基於冰塊由 0 ℃至沸騰所需之熱量和廢鐵由室溫至熔解所需之熱量幾乎一樣。因此利用冰塊及沸水來模擬電爐之熔煉作業中之廢鐵及鋼水,並藉固定加熱能力之家用電碗模擬電爐。經數次不同之實驗結果,得以比較出最佳的廢鐵預熱方式為連續性的預熱及加料,不但可以節省能源的耗費達 28.4%而且進一步縮短熔煉時間達 28.26%,對降低成本及增加產能均有甚大的助益。

符合風景照片觀看感覺之音樂產生器

本研究結合文獻資料及個人創意,探討圖片轉換音樂的可能性。由本研究撰寫而成的軟體,可藉由使用者的問答,及圖片特徵的擷取,搭配建構好的樂句資料庫,成功產生具有悅耳性、圖片貼切性的創新音樂。