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高中組

葉裡的秘密-鈣離子對結晶形成的影響

本實驗主要在探討不同鈣離子濃度對植物體中草酸鈣結晶的影響。 由實驗結果得知,環境中鈣離子濃度越高,植物於生長初期結晶長度越長,隨時間增加則不再受其影響,而鈣離子濃度和結晶密度則呈正相關。當環境中鈣離子濃度突然改變,植物體內結晶密度亦會改變,且呈正相關。以試管可培養出草酸鈣結晶,也有極少量「針狀」草酸鈣結晶的出現,但其形狀為單獨的針晶體而非植物體中的晶束,且其結晶長度遠大於植物體內的結晶長度。 另外在實驗中也發現,一植株內結晶密度最高的葉片為新生葉,且當新葉形成時,距離最近的舊葉片內結晶密度會大幅降低。此現象推測和結晶的功能性之一:「防蟲啃食」有密切關係,而這部分的討論在作品說名書中將有詳細的討論。

九連環的新數理探討

於偶然機會得一九連環,自此深感興趣,經常操練,慢慢學會其傳統解法,對於有關它的資料亦十分關心,後又自“科學月刊”第五卷第三期中有一專題指出,具解法所須操作次數與“二進位 ”有關,且指出解出 N 個環需操作 2 n-l 次,依序操作卻發現實際情形與公式不符,如解出九連環只須 341 次而非 2 9-1=511 次,於是引起想找出它與二進位制的確切關係及正確公式的興趣。

察「焰」觀「色」-以自製分光儀檢視焰色實驗

本實驗以透明DVD光碟片、配合網路攝影機,自製一台可照相、攝影的分光儀,可用於檢測未知線光譜的波長。與已知文獻資料比較,我們自製的分光儀具有良好的可靠性與再現性,具有實用價值。焰色實驗在實際操作上並不容易看出明顯顏色、也不易分辨出相近顏色的色光究竟有什麼不同,本實驗也討論了焰色實驗操作的條件。配合自製分光儀,可區分出鈣、鍶在焰色上的差異。

表面張力與最短路徑探討

在實驗中,我們探討表面張力與最短距離方面的問題,研究肥皂膜形成圖形的物理意義。在我們的觀察中,肥皂膜會於支持物間形成連線,若支持物是三支柱子以上,在其間形成路徑的總和最短。我們試著在多柱體間利用此性質修建最短連線,並利用數學模型及力學原理找出肥皂膜最短路徑的原因。整體的研究過程可以粗略地分成下列幾點:一、驗証最短距離二、利用力學解釋原因三、分析各情形所表示的意義四、理論地預測出最短距離連線圖形。

當我們倒在一起--BR 振盪反應的探討

振盪反應是一個很特別的反應,其顏色變化反覆而規律。我們選擇了 BR 反應系作為研究題目,探討反應中溶液的配製方式及轉速對振盪的影響,及各反應物濃度與振盪次數及總時間的關係,並得該反應速率定律式為r=k[KIO3]0.28\r [H2O2]2.38 [CH2(COOH)2]1.21。由於此振盪反應所使用各反應物的相對量相差非常懸殊(莫耳數比KIO3 :H2O2 :CH2(COOH)2\r =40:577:60),因此我們嘗試在振盪過程中加入反應物,並推測反應物所可能發生的反應,發現H2O2 可能同時進行了3 個反應,故所需的量顯得特別多。在反應物中KIO3、H2O2 主要扮演生成I2 的角色,CH2(COOH)2 則是主導I2 消耗的反應,Mn2+ 可催化I2 生成的反應。

「酵」一笑,農藥便知道-利用微型裝置,配合酵素進行蔬菜中殘留農藥的檢測

資料顯示:台灣農藥平均年使用量為3.8萬噸,而且有逐年增高的趨勢;換言之,台灣人每人每年吃下約1.65公斤的農藥!我們真的吃下那麼多農藥嗎?有機蔬菜真的皆不含農藥嗎?一般常用的清洗方法真的可以有效地去除農藥嗎?是否有較為簡便的方法能夠檢測農藥的殘留呢?於是我們展開了下列一連串的研究。

螢火蟲生態研究

在夜釣的偶然機會中,發現了外形特殊,尾部會發光的昆蟲,經查証為螢火蟲幼蟲,不禁令我們回憶起童年時,於收割後的稻田中,追逐螢火蟲的種種難忘情景。 台灣地理環境特殊,其間孕育了豐富的生物資源。近年來,由於保育意識的興起,大家便對周遭的鄉土生物展開調查與研究,唯獨螢火蟲的生態研究始終乏人問津。反觀日本,對於螢火蟲的生態、習性早已於五十多年前如火如荼地進行研究,甚至在多摩動物園成立了螢火蟲館及各個保護區。 然而台灣在近年來經濟的迅速發展下,螢火蟲卻從生息地逐漸消失了蹤影,想必與周遭環境改變有關,但是究竟螢火蟲的適合生態為何?牠們族群又為何減少?又到哪裡去了呢?這些都是我們急欲探索的問題,因此褐開了研究的序幕。

根的同次冪之和與係數之關係

在一元n 次方程式中,其根與係數在在一種密切的關係。例如:若一元三次方程式 x3+px2+qx+r =0之三根αβγ則α+β+γ=-p αβ+βγ+γα=q αβγ=-r這些都是根與係數的基本關係式。由於對稱式基本定理「每一個對稱式皆可表為耀本對稱式之多項式」(證明請參閱高中數學實驗教材 自然組第六冊第 96 項)所以我們可以將根之任何對稱式表成其係數之關係。

以Hα干涉濾鏡製造人工日蝕研究日珥

自接觸天文幾年以來,對於太陽特感興趣,從前我以望遠鏡拍攝太陽頂多只能記錄到黑子、白斑之類的現象。但是,去年我在日本的天文雜誌上見到許多業餘天文學者攝下了只在日全蝕才可見到的日珥,一時倍感興趣,決定要以我現有的儀器拍到日珥,且要研究關於日珥的特性,這才不失天文攝影之意義。

省電95%以上的超大型數字鐘

台南市政府每年須編列十幾萬元之經費支付市區內約十座數字鐘塔,平均每年每座耗費電費約一萬五千元電費,如果全國有一百座鐘塔,則每年至少耗掉一萬五十萬元以上之電費,‘在此能源短缺之今,實在是一件極須改進之事,基於此一事實,我們提出此一改進方案,在不影響計時顯示,教育社會大眾守時之前提,改進其最消耗能源部分之顯示板,除加強及美化顯示功能外,每台又可節省電能 95 %以上,假如全國都改用,每年至少可節省電費一百多萬!