全國中小學科展

高中組

南美蟛蜞菊舌狀花在可見光與紫外光下的差異

南美蟛蜞菊的頭狀花序在肉眼見為黃色,而在紫外光下呈現出中間黑外圈白的情況,即舌狀花花瓣在前1/3先端呈現白色,而後2/3基部端和管狀花呈現黑色。為探討蟛蜞菊花先端及基部受結構或色素的影響如何,測量正面及背面之反射光譜並與加上水膜後之反射率作比較。另外計算花瓣結構及萃取液吸收率。冷凍SEM照片顯示先端細胞較平坦,基部細胞較突起;以軟體繪製表皮細胞形狀模擬光折射進入後匯聚,結果顯示先端光匯聚在下層細胞而基部則較近上表皮處。分析加上水膜後的折射及反射光的路徑圖,顯示基部紫外光色素可能分布較下層,而先端則為可見光色素分布在下層,除了表面細胞形狀影響外,基部與先端花色素的量、分布及種類也會影響光反射。

彩衣、殘衣—釉色變因探討

為了送給學長姊禮物,我們踏入了釉藥的研究之路,因為受限於安全與設備,我們只能使用電窯燒製作品,因此皆為氧化燒成,過程中,我們初步發現排窯的方式有影響,於是我們的研究方法,包括棚板的放置方式、釉藥配方的調整、升溫曲線的規劃以及陶土的組合等等定量的做法,幾經嘗試,我們總算找到學校電窯溫度變化情況,並得以妥適調控,最後也得到許多可用的釉藥,包含黑色、白色、紅色、綠色、藍色、黃色以及結晶釉、均釉等色彩特別的釉,並進一步將單一釉藥互相搭配使用,也得到不錯的成品,目前繼續努力的目標是希望能用電窯燒出更具有溫潤效果的釉藥,以及更好的燒製方法,讓釉藥呈現更多色彩的變化。

共振之研究

在自然界中,共振的現象幾乎是無所不包,無所不至,不僅涵蓋了物理界以及化學界,也遍及於我們日常生活當中,其重要性自不待言。所謂「桃李不言,下自成蹊」,「共振」猶如桃李之甜美,激發了作者研究的決心。

當彈簧遇見滑鼠

彈簧震盪是簡諧運動的形式之一,我們除了利用光學滑鼠路徑記錄成是紀錄質點簡諧運動的軌跡外,還使用EXCEL中『傅立葉分析』的功能繪出『頻譜圖』,藉此找出震動質1點的頻率。我們更進一步將彈簧以不同的連接方式,如兩個耦合諧振子(Two doupled Harmonic Oscillators)以及二維的簡諧運動(Hamonic Oscillations in two Dimensions),再次利用光學滑鼠和滑鼠路徑記錄程式將質點的運動軌跡重現『視覺化』外,還加以分析其運動模式。

馬齒莧的睡眠運動之再探討

在國中時以”馬齒莧的睡眠運動”為題做科展,得到不錯的成績。而研究主要探討的四個大方向為(1)馬齒莧睡眠運動的特性(2)是否為概日韻律?(3)馬齒莧睡眠運動的機制(4)馬齒莧睡眠運動的意義。而我們已經透徹了解了馬齒莧睡眠運動的特性,且知它為一概日韻律,因此這次科展,我們將對馬齒莧睡眠運動的葉片開閉的機制及意義做深入探討。尤其在測量葉溫及蒸散方面,由上次科展較為麻煩的儀器,我們自行改良為更精準更方便的儀器,希望能有不錯的成果!

水被電死了

我們觀察液體在電場中受靜電力而被吸引之現象,發現這個現象和液體的極性無關,並提出了液體是受靜電感應而帶電之理論。我們設計實驗加以驗證,發現帶電之液體在電場中除了受吸引之外,也可以被排斥。

有風不起浪

此次研究主要是在探討水面上覆有油層和風吹起波的影響。以前航海的船員們就已發現若在水面上倒一層油,可以抑制風將水面吹起波浪,甚至以此方法預防船難的發生。這種現象已有許多研究人員嘗試解釋,但文獻上查到的資料仍眾說紛紜,缺乏定論。我們這次研究的主要目標是以實驗的方法探討風速、油層厚度、和黏滯性的影響,並研究雙層流體如何抑制 Kelvin Helmholtz 不穩定性以解釋此現象。

點的對稱

兩條不平行的相交直線L1、L2,交角θ度。今有一不在L1、L2 的點P0,作關於L1的對稱點P1。P1又作關於L2的對稱點P2,P2又作關於L1的對稱點P3??如此反覆對L1、L2 做對稱點,當Pn 的n= 2π/g.c.d(π,Θ),則Pn 會重合P0。另外對L1、L2 形成的所有對稱點會位在同一個圓上

台南關廟及苗栗白沙屯、貝類化石分類及碳氧同位素研究

高一上地球科學課時,有一章是有關化石的介紹,老師告訴我們台灣大多屬於新生代的地層,可找到許多貝類化石,甚玉連至山都可見到,但因此處年代久遠,在地質作用之下,化石的保存情況並不佳。不過在台灣各地仍有不少地方(如台南關廟、苗栗白沙屯及恆春四溝等),有保存情況不錯的貝類化石,而且種類、數目都不少,於是我們產生了對研究化石及其與環境間關係的興趣,而展開了這次貝類化石的研究。

逆向操作

崔頓為海王星的一顆衛星,他不尋常的軌道使它成為受人注目的焦點,而崔頓的形成原因也成為具有爭議性的問題。根據太陽系中行星及衛星資料的比較發現,崔頓在大小方面與其他大型衛星相比並沒有什麼特別的地方,但是由於崔頓的逆行軌道及它與海王星之間密度的差異,我們推論崔頓目前繞行海王星的狀態並不是和整個太陽系一起形成的。於是我們以電腦程式模擬一些路過海王星的星體,以觀察星體被海王星所捕獲的可能性,結果顯示若將崔頓模擬成太陽系中的彗星,則被捕獲的機率可以說是沒有,但如果模擬成一顆小行星,且行進的方向與海王星相同時,愈靠近海王星愈容易被捕獲;再加上崔頓的質量與體積遠遠大過於彗星及其他逆行的衛星(常被認為是來自柯伊伯雲帶的彗星),因此我們推論崔頓可能原本是一顆繞著太陽公轉之小行星,行經海王星時,被海王星所捕獲。當然,崔頓還有許多其他可能的成因,期待未來能有機會,能再做更進一步的探討。