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高中組

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。

「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。

海鱺血清對海鱺鰭細胞成長的影響

本文以動物細胞培養方法探討Leibovitz medium L-15培養基中以海鱺血清取代胎牛血清來培養海鱺鰭細胞株(CF-2)的可行性。結果發現L-15培養基中以0%、50%、75%、87.5%及100%海鱺血清取代胎牛血清濃度來培養海鱺鰭細胞,24小時後其附著率分別為51.9%、51.9%、54.6%、26.2%及24.0%;附著細胞中含破損細胞比率亦隨著海鱺血清濃度提高而增加。以同樣條件(缺取代87.5%組)培養海鱺單層細胞,6天後計算細胞數目,發現其細胞數分別為最初細胞數的4.16、10.84、11.84及9.2倍。這些結果說明海鱺血清中雖具有影響CF-2附著的因子,但也含有促進CF-2增殖的因子。CF-2細胞過馴化後可例行培養在L15-1.25/8.75培養基,顯示海鱺血清具有大量取代胎牛血清來培養魚類細胞株的潛力。

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。

迷宮的十字路口 ─ 一筆畫探密

本報告主要討論一筆畫走法數,從含兩個奇數點的直線方塊圖到皆由偶數點構成的直線方塊圖,這些圖形又可分為直向與橫向,進而推出無限延伸的直線走法數公式,研究過程中發現偶直線圖形的一些性質,然後我們將方塊擴展成平面2×N,最後導出2×N 的通氏。在推導2×N. 3×3 圖形走法數時,觀察到路徑似乎可平移,且圖形平移後走法數不變。

萬“重”一“心”—Echois三角形之探討與推廣

本研究試圖從三個正三角形所產生Echois三角形的特性,推廣至任意多個正多邊形與相似多邊形所產生的Echois圖形的特性。我們利用電腦進行動態幾何實驗,發現Echois圖形與原圖形之間的關係,並進一步驗證,同時在圖形變換過程中,觀察圖形退化的一些有趣現象,從而對一個三角形的三頂點與其重心的關係,擴增到Echois圖形與其一群圖形之間的關係,對重心的概念產生更深一層的認識。

電磁波對植物的影響

隨著科技不斷進步,無線通訊設備大量的使用,科技造福了人類,但也帶來了傷害。本研究探討水蘊草、綠豆、萵苣、阿拉伯芥受電磁波影響後,從細胞到整個植株所產生的反應,以了解電磁波是否對不同植物生長具有共同的效應。由本研究的實驗結果知水蘊草葉片細胞受電磁波干擾後,有光化學反應的平均為 67%,而由綠豆、萵苣、阿拉伯芥生長實驗的結果得知受電磁波影響後,植物都長得比一般環境下的植物還高。

洗「排」遊戲的數學模式

本文利用重排 (permutation) 、圈 (cycle) 及階數 (order) 等工具來探討102學年度國中基本學力測驗之中一個有關洗牌次數的問題。在研究過程中,我們定義了記錄撲克牌之排列的符號、洗牌操作σn1n2的重牌符號、重排的圈形式及洗牌次數ord(σ),並探討其相關性質。

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。

日晷的研究及應用

本研究探討三種日晷:水平式、赤道式以及半球面式之製作及觀測,並分析實驗數據所代表的意義,進一步歸納造成誤差的變因,以求做出準確的日晷。計畫的步驟如下:一、從理論探討日晷的運作原理二、製做並研究不同形式的日晷三、測量不同形式日晷之準確度四、分析並減少導致誤差的變因五、探討日晷所具有的延伸功能六、討論不同日晷的應用與發展水平式是製作、觀測最容易的日晷型式。我們發現測量所得數據精密度高,其誤差值的範圍十分固定,應是系統性誤差所致。赤道式日晷十分準確。影子成等角速度轉動,只要知道影子轉動之角度即可轉換為經過的時間,堪稱基本的日晷型式,水平式、垂直式、圓弧式、半圓柱面式、圓柱面式、極式日晷乃至變心日晷在理論上皆要借助於它。半球面式日晷的功能最廣泛,可說是集日圭與日晷於一身的天文儀器。特色之一為將白日等分。球面本身可對應到天球,位於球心的影子位置即太陽在天球上的位置。只需知道兩晷針的影子與子午、卯酉兩大圓交點位置,以及所在地緯度,就能求出日期。無論使用哪一種日晷,都須經經差補正及時差補正才能得到手表時間。三種日晷雖然樣式各異,基本原理卻都是相近的,都能將太陽在天球上的運動完整地投影到面盤或球面上。