全國中小學科展

高中組

特徵地點的落塵量測、分析與應用

以自製的「不同高度落塵收集架」擺置於(1)車道上(2)商業區(3)工業區內(4)校園內等四個「特徵地點」,於臺灣北部 2006、2007 年 1 月 27 日至 3 月 21 日止逐日收集落塵並用「電子式微量天帄」、酸鹼測定器(pH Meter)及水質檢測器(HANNA TDS 601 TDS Meter)量測收集架上的(1)落塵質量(2)落塵溶於水的 pH 值及(3)落塵水溶液雜質數。本研究觀測數據橫跨 2006 年及 2007 年,其中 2006 年為獲教育部「95 年教育部推動高級中學培育研發人才」經費補助所觀測的數值,2007 年為今年因應科展報名截止時間所觀測資料。將 2006、2007 年 1 月 27 日至 3 月 21 日止逐日所測的資料並列,以分析其相關性。

黑冠麻鷺之繁殖行為研究

黑冠麻鷺分佈於台灣低海拔山區、平地,屬不普遍留鳥。本報告研究棲息於本校的黑冠麻鷺繁殖行為。我們分析巢材、巢位的選擇性。於巢旁架設針孔紅外線攝影機,對黑冠麻鷺進行24 小時錄影觀察;架設溫濕度記錄器,紀錄巢的溫濕度變化。我們研究2003 年的生殖季,內容包含「巢位分析」、「巢材分析」、「親鳥孵卵行為」與「親鳥育雛行為」四部分。研究結果顯示:巢位在枝幹交叉處,有濃密枝葉遮蔽,隱密性佳;巢材會依巢的內外、上下層需要,選擇適當粗細長短之樹枝;親鳥孵卵行為在產卵期與孵卵前期以雄鳥為主,孵卵後期趨於平均分配,顯示親代付出因性別而有差異;滾蛋行為隨溫濕度起伏而變。育雛行為方面,親鳥的餵食次數隨雛鳥成長而漸增;幼雛排糞次數隨餵食次數增加而增加;親鳥離巢覓食的空巢時間隨幼雛的食物需求提高而增加,顯示氣候因子影響親鳥的覓食效率,進而影響幼雛存活率。本生殖季首次繁殖的四隻幼雛皆順利成長並飛離本校;第二次成功繁殖中,一隻幼雛夭折,推論因氣候乾熱,造成餵食的蚯蚓減少所致。未來本研究可分析兩巢育雛行為比較及蚯蚓受氣候的族群變化,以更深入瞭解影響本種鳥類育雛的因子。

超音波反射原理的應用

近世科學日益昌明,各種專門學問幾已發展至登烽造極的階段,超音波當然亦不例外。從神話中我們知道阿拉丁有一個神燈,也知道潘多拉有一個魔箱,它們都能製造令人不可思議的奇績,如今我們有一魔鏡一一「雷達」它能增加吾人的視界,其具有超過百層阻礙的能力能夠明示道路、山脈和移動的飛機,還能....,功能遠超於神燈和魔箱,但是至今雷達仍是一秘密,且市面上無怯找到詳細的參考責料,以致不能應用於日常生活之中,所以我們想是否可以不利用無線電波而以別的波代之,來做類似雷達的工作。

史特林你真酷

本研究是以致冷晶片來降低史特林引擎冷卻部溫度提昇運轉效率,並使用發電晶片來提供致冷晶片致冷時之所需電力,希望能藉由此實驗探討,創造效能更佳的史特林引擎,降低對石油的依賴性。

尤拉函數的推廣(由積性函數觀點探討)

由積性函數特性馬上可證得尤拉公式(B)=B(1-1/91)•(1-1/92)•(1-1/93)…(1-1/9n) 現在,我們想把尤拉公式推廣,若 A 表另一正整數令( A , B )表示:不大於 A 且與 B 互質的正整數個數我們想由積性函數的觀點切入,探討下列等式成立的條件 (A1,B)=A(1-1/91)•(1-1/92)……(1-1/9n)

被遺忘的隱憂—下午茶(探討咖啡因對果蠅生長發育的影響)

前言本實驗利用果蠅為研究材料,將幼蟲及成蟲飼食於不同咖啡因濃度的食物下,觀察咖啡因對其成長、生育及反應能力的影響。實驗結果顯示,隨著服用的咖啡因劑量愈高,果蠅產卵的總數也愈少。且發現咖啡因會使果蠅幼蟲反應遲緩,若親代於生殖期服用咖啡因亦會對子代幼蟲反應造成影響。另外若幼蟲期服用咖啡因,會使得幼蟲的生活史拉長、發育遲緩,但若親代於生殖時服用咖啡因,並不會對子代幼蟲型態發育造成影響。此說明了咖啡因對於果蠅幼蟲均會造成影響,且影響的層面不盡相同。

數位影像分析可見光光譜

高中光學用三稜鏡或光柵分光,用肉眼判讀每條光譜對應特定波長,但誤差很大,很難客觀描述光譜顏色。偶然發現,透過光柵,可在夜間看到汽車頭燈為連續光譜、水銀燈為亮點光譜(Pic.1),從光柵看世界竟是如此奇妙。 我們只使用攝影腳架、相機、凸透鏡、刻度圓盤、1200條/㎜光柵便組裝「攝譜儀」 (Pic.2),不但成功鑑別鈉雙線,也可靈活拍攝遠方光源的光譜。 天文攝影常使用紅、藍、綠3種濾鏡,利用電腦影像疊合得到彩色的星雲照片,提供我們將「光譜影像數位化」的靈感,因為電腦不但可靈活放大影像,至少可鑑別3 萬 2 千種顏色,將各種顏色的光譜線轉成數位座標,不但可測量未知光源的光譜線所對應的波長、顏色,也成功鑑別5890、5896Å相差6 Å鈉雙線,深具實用價值。

氣體溶解度與力之關係

常見之飲料如汽水、啤酒等,打開瓶塞即見汽泡不斷地冒出,由此使我們聯想到氣體在水中之溶解度必與外界之壓力有關,基于這一觀念,乃設計一個實驗,可以簡易地測定氣體溶解度之方法

p/Cosθ + q/Sinθ ( p,q 為正常數,0﹤θ﹤π /2 ) 最小值之求法及推廣

72 年大學聯考歡學試題,有底下這個題目:設 O<0<π/2試求 3/cos+2/sin0之最小值。事後有很多人(包括大學教授)認為這個題目應該用微分來解,但三角 函數的微分在高中階段並未講授,故用微分解這個問題,實崔是超出高中生的能力範圍,因此激起我們對這個問題研究的興趣,希望能想出一個較完美的解法,並能推到一般的結論。

積木週期表

本研究是以原子序、原子量排列方式來定義位置的觀念,建立成積木週期表,將空間分為X-Y-Z 三個方向,來尋找積木外型,使之不遺漏,而XYZ 格裡的數字分別代表,從三個視角看過去積木的根數;其次還需要探討積木組合順序及位置,找出外型及零件最為對稱、美觀之積木,讓積木不僅是難易度不同的益智玩具,還是一項藝術品。