全國中小學科展

高中組

又「吸」又「溶」-探討甲殼素的吸附與溶解

本實驗主要探討甲殼素與金屬離子的作用,經過初篩後,選用Cu2+為實驗的主要金屬離子,探討在不同變因下甲殼素吸附Cu2+的能力,改變的變因為CuSO4(aq)濃度、甲殼素的克數以及環境的pH值。 接著探討甲殼素與Fe3+的作用時,發現不溶於水的甲殼素很特別地會溶在Fe3+溶液,因此深入探討Fe3+濃度對甲殼素溶解的影響以及溶解的原因。推測甲殼素應與Fe3+有錯合現象,而甲殼素與Fe3+錯合的結構應與Cu2+不同。 結合以上兩部分,比較甲殼素與Cu2+、Fe3+的結合作用。發現吸附Cu2+達飽和的甲殼素,置入FeCl3(aq)中,有部分溶解的現象。 最後參考文獻(林等人,2012)製作甲殼素膜,實驗發現甲殼素膜對Cu2+有吸附及通透的現象。改變製程,在甲殼素膜中摻雜鐵鹽,發現會增加甲殼素膜對水的溶解度。

你倒沒?還是我倒楣

以生活中的小遊戲—疊疊樂為出發點,來討論在不同的情況下,積木所能堆疊的最大數目。有就是說,當我們將這些積木做水平移動時,在移動間距與堆疊個數間是否存在某些關係?以及,當我們將這些積木以固定頂點為軸,來做旋轉時,這些旋轉的角度與堆疊的個數又存在些什麼關係?甚至推廣到,面對不同的對稱幾何圖形以及質心位置非固定時(如:質心位於1/3處時),其關係又為何?

漩渦-氣旋模擬研究

自古大氣和海洋就與人類生活息息相關,大氣及海洋都屬自然界的流體,循著\r 流體力學規律運動,但大氣及海洋不同於一般流體的是它存在於地球自轉背景的環\r 境,故本次科展,我們著重於討論流體在重力場環境、與科氏力作用下之動力學。\r 本實驗運用旋轉水槽以及適當的類比條件產生一渦漩流場,產生類似於自然界\r 中的颱風流場,並比較以攪拌方式及吸取方式產生漩渦的不同特性。經不斷實驗我\r 們決定採用吸取方式產生單一漩渦,待吸取停止後針對各外在環境因素分析比較渦\r 的發展,試探究各外在因素對漩渦發展影響。\r 實驗方式藉由注入染料方式記錄流場三維立體特性且運用攝影機拍攝完整漩渦\r 生成及發展過程,以求出運動軌跡。

簡易版4D浮空投影

浮空投影是將想要投影的物體的影像藉由裝置反射到人的眼睛,四面的透明板可把物體完整的投射出來,產生像是憑空出現的影像,亦真亦假,如同沙漠中的海市蜃樓一般。 這種顯示方式的獨特之處,在於能跳脫一般螢幕的框架限制,是一種需要高度特殊技術與高規格投影相關設備的影像呈現方式。浮空投影獨一無二的無框感以及在觀看時的投入感,將能在觀眾面前呈現令人驚嘆不已的最佳效果。但是市售的浮空投影裝置大部分為3D裝置,而4D的浮空投影價錢驚人,且影像需經過後製才能呈現,無法達到即時播放的目的。 本實驗的研究目的希望利用簡單的家用電腦及網路攝影機將浮空投影裝置的製作過程簡化,以及材料來源的難度降低,將整個裝置的價格降低。

酒瓶堆堆堆-堆出卡塔那數

首先,由代數觀點切入,藉由n =2, n =3, n =4,……,到n =10 的解題過程中,尋求S1 ,S 2 ,S3 ,……,S 10 之間的規律,進而找出一般情形Sn :當底層為n個一字排開且緊密外切的酒瓶時所有往上堆疊酒瓶的情形。過程中,透由Excel 的表格,尋求Sn 的規則,由這些規則我們去推導,竟然發現S n 與Catalan number 的第n 項C n有關,欲解釋彼此的關聯時,又發現Sn 與n 階鋸齒狀捷徑走法能形成1?1且onto 的對應關係,讓人覺得在數學的世界中,代數與幾何之間神秘又充滿驚奇的關連!

牛魔王的故鄉--台東利吉惡地之探討

本研究針對利吉惡地進行探討,研究此區之泥岩含水量、有機質含量、pH值、比重、可溶性陽離子含量、滲水特性和該區之植物種類,並探討坡度、水量對沖蝕率、山脊密度和勾痕形成之影響。研究結果發現:(一)表層泥岩含水率較高,深層泥岩最低。中層泥岩之有機質含量較高,表層與深層泥岩較低。各層泥岩pH值約8.1;無植被採樣點之pH較高,有植被採樣點偏中性。有植被採樣點,其Ca2+含量較高。(二)此區共發現十九種植物,其中銀合歡、相思樹屬優勢種。(三)坡度增加時,沖蝕率亦增加;水量增加時,沖蝕率、溝痕寬度也隨之增加,兩者呈高度正相關。第一區坡度較緩,山脊密度較大,第二區坡度較陡,山脊密度小,表面較平坦,溝痕較淺。

異營性綠藻無光下與葉綠體內共生之探討

植物的根為異營性的角色,所以本實驗挑選異營性衣藻與綠球藻作為實驗材料,探討並比較在光暗環境下,兩種藻類葉綠體濃度(OD值)以及葉綠體內共生關係的改變。實驗結果顯示,綠球藻在全亮的培養下,OD值大約可達2.0,黑暗培養下,OD值可達1.7;透過光暗交替實驗發現,有光轉暗後光密度值下降、暗轉亮光密度值上生的現象。衣藻在黑暗中培養後,其外觀顏色和光照培養有顯著差異;而綠球藻在黑暗中培養與在光照中培養的外觀顏色差異不大。最後我們藉由顯微鏡觀察,推測綠球藻和衣藻的葉綠體內共生機制不太相同。綠球藻分解其體內葉綠體較不需要的廢物排出體外,以度過黑暗;衣藻則是和一般植物較相近,在黑暗中將葉綠體轉換為白色體。

水稻抗逆境基因SAPK9功能性之研究

植物受到外界環境刺激後可以激素作為傳訊分子,調控植物體內的生化反應.以應付環境中的各種生存壓力。離層酸(ABA)能使種子及芽休眠、抑制種子發育、使氣孔關閉以減少水分蒸散、抑制植物的成長;吉貝素(GA)在種子發芽期間和ABA有拮抗作用。為了更瞭解ABA及GA訊息傳遞路徑,本研究針對抗逆境SnRK2蛋白質激酶家族中屬於ABA強烈活化的第三個子家族於水稻中發現的SAPK9基因進行探討。本研究經由一連串分子生物學技術,從水稻中選殖出SAPK9、建構含有SAPK9的質體,並以基因槍技術分析,得知SAPK9在青稞糊粉層中雖然對ABA誘導的基因表現無明顯影響,卻能抑制被GA誘導的基因表現。

解套─咱們的數學

上數學課時,老師教我們玩<河內之塔>、<虧格>,進階地玩<解套>又叫六子連芳。種類多勾起了好奇心,引發與師長、同學一系列的探討,看到了中國人的智慧、藝術和幽默感。

飛蝶視件—探討雄大白斑蝶之視覺與辨識的行為

視覺是動物辨識同伴時所運用的重要感官。然而,在自然光照下,人類無法由翅膀外觀來分辨大白斑蝶成蟲的性別。於是我們設計一系列的實驗來探討雄大白斑蝶之視覺與辨識同種雌蝶的行為。結果發現雄大白斑蝶可以看見亮度很低的光源,且對於UVA紫外光有明顯的偏好。當我們隔絕同種雌蝶標本的氣味時,雄蝶仍可以利用視覺辨識出雌蝶;但若將隔絕氣味之雌蝶標本放置於無光線的位置時,雄蝶便無法辨識。除此之外,在不同波長光源之間,雄大白斑蝶對於UVA紫外光照射下之雌蝶最為偏好;且在UVA紫外光的照射下,雌雄大白斑蝶所反射出的光線不同。本研究顯示視覺是雄大白斑蝶在近距離辨識同種雌蝶時所運用的重要感官,而UVA紫外光則是其所利用的光波。