全國中小學科展

高中組

球狀落體運動速度的測定與空氣阻力的探討

上完電算課後,暸解微電腦可用來當精確的計時器。於是想到將之應用在物理實驗,故設計此實驗,以求球狀落體運動的速度,並探討空氣阻力隊球體自由落下運動的影響。

直讀式內錐度分厘卡之研究

(一)內錐孔傳統之量測方法: 利用兩直徑不同之鋼球置於錐孔內而測出兩球之中心距離,計算出半角(Sinθ/2)之值再求正切(Tanθ/2)函數乘以2即得: 兩球中心距 c=h-d1/2+d2/2=[2h-(d1-d2)]/2 兩球半徑差 a=d1/2-d2/2=(d1-d2)/2 Sinθ/2=a/c=[(d1-d2)/2]/{[2-(d1-d2)]/2}=(d1-d2)/[2h-(d1-d2)] (二)以上測量時須使用l.平板 2.鋼球 3.高度規 4.深度分厘卡等綜合如下。 1. 需較多之量具。 2. 測量手續繁多費時。 3. 須經計算。 且在工作進行中無怯量測須待工作完成時才能量測。

得不到愛的左翅雄蟀

為了解黃斑黑蟋蟀左翅在上的遺傳性狀是否可以經人擇選種過程加以保留,以此探討其在族群內遺傳特性及其存活的指標。材料來自國家地理紀錄片中介紹的台南新化謝爵安先生的蟋蟀養殖場,在養殖場進行採樣調查,左翅在上比例約佔2%,與李俊康(2009)觀察黃斑黑蟋蟀標本左翅在上2.05%的比例,極為相近。由此可見,不論是標本或是活體,左翅在上且存在族群中的蟋蟀確實為少數,但雌蟲左翅在上比例略多於雄蟲[9比1]。希望透過遺傳及演化上的觀點,來了解此性狀在族群中存在的可能原因,以及為何在蟋蟀族群中左翅在上確實為少數?是否能從發育徵兆中就能看出其羽化後前翅交疊的性狀表現,並且經由人擇的方式育種,建立出左翅在上的品系。

同步實驗之設計

於光學實驗里,欲測定水波槽內週期波的波速時,若以同步定時儀,眼睛再透過定時儀的狹縫,觀察週期波,則欲「凍結」週期波簡直難乎又難,因此,為使定時儀的狹縫與週期波同步,可設計一個「同步調整器」,使同步定時儀的狹縫經過視線時,起波器亦恰振動一次,而使狹縫與週期波始終同步,由此可「凍結」週期波,進而測出其波長及波速。

黏菌( Slime Molds )攝食方式的探討\n─胞內、胞外消化的驗證

從高中生物課本中,我學到不少有關黏菌的常識,可是心中仍有許多不解之處,其中最讓我困擾的就是許多的書籍中都有培養黏菌的方法,而且都說加上麥片的目的是為了供細菌或酵母菌生長,而黏菌正是以吃這些細菌或黏母菌來生存。但是黏菌如何吃牠們?黏菌又是怎麼找到的?因此我決定對此作一系列的實驗以找出答案。

以水波槽探討都卜勒效應

火車錯車時,常聽到來車的汽笛聲音靠近而顯得較高,相遇時即急速下降,遠離時頻率已變低。根據教科書解釋,當聲源靠近時,都卜勒效應的視頻 f 為 f = f0 (V+v) / (V-v) 其中 V :聲速,v:聽者速度,u:波源速度,f0:實際聲頻,因此視頻變高;當聲源遠離時,視頻f為 f = f0(V-v) /(V+u) 因此視頻變低。上述解釋說明:靠近時視頻為一定值的較高頻,遠離時為一定值的較低頻。然而實情卻是:相遇時聲音由高降低做連續的變化。何以會有這樣的差異? 由此推測:除了波源速度、觀測者速度會影響都卜勒效應的視頻外,一定尚有變因會對其產生影響!這些變因為何?

水底變色龍

黑殼蝦為了隱藏自己的蹤跡,藉由體表色素細胞的活動達到改變體色並融入環境的目的。本研究已大致歸納出黑殼蝦從接收訊息到色素細胞完成變色的完整模式,並就其所屬的環境加以討論。大致而言,黑殼蝦的變色可分成三個階段:第一步是刺激的接受,光是影響黑殼蝦變色十分重要的環境因子,藉由眼睛接受環境的刺激,第二步由接獲指令的激素系統放出訊息進行對色素細胞的控制,這便是訊息傳輸的部份,第三步則是體色的呈現,蝦子體表的色素細胞可分為紅黃、藍、黃、棕四種,藉由其不規則的排列及擴張與否的差異而改變體色,這整個過程使的蝦子的形體更容易融入環境之中,對其環境適應有相當大的助益。

複變數與多變數下牛頓法的討論

一般初微的教科書中都有介紹方程式實數根的逼近法,然而複數根則未見提及,而且書上所提出的收斂條件也不完備,因此引發了研究的興趣,希望藉此研究擴充已知的方法,使其能夠解決一般根逼近的問題。

探討 GA3 及 IAA 對植物生長的影響

本實驗得到以下的結論: 一、植物激素GA3 對單子葉、雙子葉種子萌發的影響及GA3 對雙子葉種子內澱粉水解酶活性的影響: \r (一)GA3 幾乎均可促進單子葉種子萌發,但雙子葉種子卻視種子種類而異。 \r (二)不同濃度之GA3 造成雙子葉種子發芽率不同,應與GA3所誘發產生之澱粉水解酶活性有關。 \r 二、植物的向光性與植物激素 IAA 的關係: \r (一)向光性實驗時最佳處理方式為先切後注、照光及激素IAA 均同時處理4 小時。 \r (二)外加適當濃度之IAA 會促進單子葉植物玉米芽鞘之向光性。\r \r (三)外加適當濃度之IAA 會促進雙子葉植物芫荽、豌豆、綠豆之向光性;且找尋出方式來推測最適合向光性之外加IAA 濃度應介於何範圍。 \r 三、植物激素 IAA 及GA3 對於單性結果的影響: \r (一)與負對照組相比,IAA 及GA3 均能夠促進小黃瓜及茄子的單性結果。\r \r (二)促進小黃瓜與茄子果實體積發育之IAA 及GA3 最佳濃度,均對生長後期體積發育之影響較為顯著。 \r (三)IAA 及GA3促進小黃瓜單性結果果實發育機制應為促進果實水分之增加,而非果肉之發育。 \r (四)GA3 促進茄子單性結果果實發育機制應為果肉及水分同步增加,無特別偏重任一方。

「水」中送「碳」—活性碳對各類水溶液的吸附研究

本研究主要探討活性碳可吸附哪些物質種類。以屈折度計檢量法測無色鹽類濃度,以光度計測有色鹽類濃度,發現活性碳對金屬鹽類溶液的吸附能力不強。活性碳對平面分子型染料的吸附能力極佳,吸附程度大小:亞甲基藍 > 亞甲基紫 > 亞甲基綠,與分子平面間距離有關。活性碳對三種有機酸的吸附:發現吸附程度大小為:己二烯酸 > 丁烯二酸 >草酸,推測:活性碳對有越多π鍵的分子,吸附能力越大。在活性碳濾紙碳囊吸附甲基紅的各項實驗中發現:活性碳質量多、溫度高,吸附量大。但在吸附20小時後或35oC以上,會達到吸附與脫附平衡。甲基紅、亞甲基系列四種分子與活性碳的吸附,符合Freundlich恆溫吸附模型良好的線性關係,也證明π-π interaction確是它們之間主要吸附力。