全國中小學科展

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高中組

蚊香尋方—植物精油驅避台灣鋏蠓之功效探討

臺灣蛺蠓(Forcipomyia taiwana shiraki)又名「小黑蚊」或「黑金剛」,校園及日常生活環境裏,隨處都可見到小黑蚊肆虐情形,而在中部又尤為嚴重,因此我們希望運用天然、無污染的植物精油,達到對環境及人體無傷害的有效預防方法。實驗結果顯示:校內密度測量中,以水池密度為最高;皮膚實驗(調和油50%)中,驅避小黑蚊的效果為:檸檬香茅>檸檬桉>薄荷>迷迭香>茶樹;在劑型實驗中,以膏狀(10%檸檬香茅)的延長效果為最好;而在空間實驗,檸檬香茅、檸檬桉及薄荷都有空間驅避的功效。由以上數據皆可知植物精油驅避小黑蚊有良好之功效。應用在腳環驅避實驗中以毛線、紙藤及塑膠管作為腳環材質效果較好。故精油能有效的驅避小黑蚊,並為開發相關產品的有效依據。

中形銀腹蜘蛛的結網行為與生態適應之探討

蜘蛛,是一種非常古老的動物,由化石研究指出蜘蛛在四億年前的泥盆紀就有牠的蹤跡。目前在全世界有37000多種,而在台灣紀錄的有300多種,由於一般人對蜘蛛的印象不好,所以我們對蜘蛛了解不多; 再加上我們從網際網路和書店的參考文獻大部份都只介紹蜘蛛的分類,紀錄蜘蛛習性、行為的文獻則是非常少,所以我們決定先去花蓮高中附近的美崙山觀察現象,再從其中討論變因及實驗。\r 在美崙山我們看到二十幾種結網性蜘蛛及十幾種游走性蜘蛛,發現游走性蜘蛛行動力較高;而結網性蜘蛛比較不喜歡動,等待獵物撞進網才會去捕食獵物。討論後,我們認為結網性蜘蛛比較容易尋找,而且行動比較緩慢,易於觀察,故我們從結網性蜘蛛開始研究。\r 當我們在採集各重結網性蜘蛛,發現兩旁雪茄花上面一整片大多是同一種蜘蛛,牠們的腹部背面是銀色的,而且頭、胸部呈翠綠色,看起來像一塊寶玉掛在網上。後來查出牠的名字是"中型銀腹蜘蛛",這種蜘蛛在美崙山上是屬於優勢蜘蛛,因此我們把題目方向轉到對中形銀腹蜘蛛的研究,又因牠的數量很多,我們不僅方便探討蜘蛛的行為,也可較經易地研究牠們對生態環境的適應現象,我們也希望能藉由這次科展,能讓大家更了解這種美麗獨特又易被誤解的動物。

閱卷電腦的設計

自六十二年起大學聯招除作文外均採用電腦來閱卷 ,因此閱卷電腦和我們有了密切的關係,並且也引 發了我們研究動機。今各校為了使學生能適應此種 作答方式,亦仿效大學聯招舉行摹擬考,並偏勞老 師們幫忙批卷,但此種閱卷是項煩瑣的工作,尤其 對於複選題的批改上更是不易。因此我們設計了這 套電腦,其價格低廉(五萬餘元),若能推廣至各 校,想必能減輕學校及老師們的負擔,以達成節省 人力之效。

吉貝素(Gibberellin)對蘭花種子休眠期之影響

一般中國蘭(Cymbidiam)的種子,自採種後,需經過1~2 年的休眠期,才能發芽,在這長時間內,若保存不當, 便會造成很大的損失,而且在園藝品種的改良及育種上,耗時過久,使大家失去興趣,因此中國蘭的改良品種很少。據報告種皮的特殊構造可促使種子休眠(註一);一般認為休眠主由荷爾蒙控制,即植物內部促進者與抑制者的比例決定休眠的始與終。據報告吉貝素(Gib-berellin 簡稱 GA ) ,可影響大麥,米,蠶豆,豌豆等種子的萌芽率,且知GA3( Gibberellic acid ) ,可終止葡萄(註 2 ) ,櫻桃(註 3 ),和許多木本植物(註 4 )種子的休眠期,促其提早萌芽,但有關吉貝素對國蘭種于萌芽的影響報告卻缺如(註10 ) ,所以引起我們研究的動機。

電子流動的真相

單獨將銅片放在酸性的電解質溶液中,不會產生氫氣,但若我們把本身在酸性溶液中會產生氫氣的金屬與銅片接觸,兩端都會產生氫氣,例如:鋅片與銅接觸後,除了鋅片上本來就會產生氫氣外,銅片上也會產生氫氣,這證明鋅銅片間有電子傳遞,比較鋅片與銅片產生的氫氣體積,推算出鋅銅片間電子傳遞的比例,討論不同變因造成的影響。經由這個實驗,我們得知更好的方法詮釋陰極保護法,另一方面,也能延伸至如何得到一個有更高效能的電池,或是發展出不需外加電壓的電鍍(浸鍍)技術。

百香果捲鬚向觸性之探討

此作品主要探討方向為:一、百香果的自捲捲鬚和有接觸物而纏繞的捲鬚之比較;二、百香果捲鬚向觸性和接觸點的關係;三、百香果捲鬚向觸性和捲曲物粗細的關係。而以上之三點在參考資料中或者以往科展的資料中均無詳細的研究,因此我們的實驗比較創新且富有挑戰性,所以,如有不完善之處,請多多指教。

改弦易調—軟體調音器

在本篇研究中我們分析了現有音高偵測技術中的自相關函數(ACF)、平均振幅差\r 函數(AMDF)法,加以組合而發展了一個更為精準的音高偵測函數,為了達到即時顯\r 示前聲音的音高供使用者方便於吉他的調音,在實作時採用了快速傅立葉轉換(FFT)\r 與反快速傅立葉轉換(IFFT)來大幅提升程式的運算速度,從實作與測試中得知,我們\r 的方法可以在很短的時間內(0.13 秒至0.15 秒)完成每個音框的音高辨識,以即時地\r 方式呈現目前聲音的音高,且其在音高上的平均誤差僅有0.39%。

布袋蓮吸取重金屬的研究

我們無意間在網路上看到一篇名為「布袋蓮研究」的布袋蓮相關報導,主要的內容是介紹布袋蓮的生態習性以及布袋蓮對環境所造成的影響,其中並提及布袋蓮具有清除重金屬及其他如氮、磷等毒物的特殊能力,引起我們對這方面的興趣以及好奇。但是由於在報導中並未對這方面做詳細的深入探討,我們為了要更深入了解布袋蓮與重金屬環境的關係及其作用機制,所以想要藉著這實驗來研究布袋蓮與重金屬之間的關係。

「晶然成功」?錯鹽[Cu(NH3)4SO4‧H2O]晶體製備方法之探討

寶石,光彩炫麗的外表深深吸引著我們。而晶體也像寶石一樣晶瑩剔透,因此引發我們的濃厚興趣。於是請教老師,是否能靠簡單的化學實驗來製造出美麗的晶體。根據老師表示,在高中化學實驗中有一種錯鹽[Cu(NH3)4SO4‧H2O] 的製備實驗,過去以來總是無法得到較理想的晶體,因此老師建議我們可以用這實驗為基礎,找出適當的方法來得到更理想的結果。 於是,我們重複課本裡的實驗步驟,按照教材中的內容,一步一步確實的操作。然而結果所得到的,卻是一沱一沱有如爛泥的糊狀物,無法稱之為晶體,而且其中還雜存著不同的藍色物質。我們發現晶體養成,似乎不是那麼容易,因此我們決定找出課本中實驗步驟的缺失,並加以修正,而且還要想出更適當的方法,來得到晶體。

Shoot?or not?—以全決策盒分析循環賽局之最佳策略

物價飛漲時,商家會用什麼方式因應,以維持或增加客源? 我們將此想法,轉換為循環槍手賽局,針對其策略進行探討。遊戲規則:槍手依序輪流開一槍,若自己的靶被擊中就必須退出,最後留在遊戲中的為勝利者。若參考槍手們的命中率,並選擇射擊對象或不射擊,則如何決策才能讓自己的勝率最高? 先運用樹狀圖及幾何的方式找出兩人槍手遊戲的Nash平衡解。再考慮三人規範式槍手遊戲:選定一策略,只要槍手組合不變,其策略亦不變。給定三槍手的命中率,可用機率轉移矩陣及全決策盒找出最佳策略。而槍手的命中率或過去行動訊息缺乏時,可運用條件機率及截面的概念,找出其不完美最佳策略。推廣到一般化賽局的全決策空間,試提供賽局理論一個新的分析方法。