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高中組

發現分工新角色

每當在野外進行觀察時,總會看到許多體型微小、體色黝黑,行動敏捷的針蟻\r (Ponerinae),即華夏粗針蟻(Pachycondyla chinensisEmery, 1895)。經由行為譜(ethogram)\r 的分析得知,華夏粗針蟻之有后聚落(queenright)職蟻間分工嚴謹,且具有成體搬運行\r 為(adult transport),於其覓食過程中,產生一特殊階級─運兵者(porter),專司進行成\r 體搬運,行為高度專一化並發展出特殊之儀式化行為(ritualized behavior)。於食物短缺\r 的情況下,運兵者(porter)佔外勤職蟻比例明顯提高,且被搬運者(portee)成為運兵\r 者(porter)的比例亦明顯提升。將運兵者(porter)於覓食過程中移除,覓食之職蟻數\r 量亦大幅降低。食物與蟻巢距離超過25公分,運兵者(porter)產生之機率亦隨之下降。\r 經過公式的推導,證實其成體搬運行為(adult transport)可縮短覓食中行走之距離,減\r 少總能量的散失與消耗,以利其達成最佳化覓食。

條碼識圖—影像式條碼辨識系統

以隨手可得拍攝影像的工具(如手機、數位相機、攝影機、網路攝影機等)及網際網路的便利性,讓使用者能隨時透過書籍條碼影像向遠端資料庫查詢相關的資訊。本次研究以「ISBN書籍條碼」為例,經過條碼影像的擷取、偵測並分割出影像中的條碼、歪斜校正以及辨識後,透過網際網路,從ISBN書籍資料庫中查詢出該書籍的相關資訊,讓我們體驗行動通訊科技所帶來的便利。

腐植酸對大豆生長及產量之影響

該項實驗蒙台灣肥料公司之委託及贊助而作,其目的在明瞭新型肥料腐植酸對於紅壤地區大豆之生長及產量之影嚮,俾以推廣之依據。

如何有效餵食流浪狗-機率、期望值的應用

本作品首先探討流浪狗於正m邊形中,設定一些假設條件後,以尋找已知數值之間相關性的方式,看能否找出n天後其移動的機率通式,並且證明,然後套入台東市區分割圖中,則當狗符合假設之條件時,便可輕易求出n天後某點的狗數期望值或某狗的移動到某點的機率,還有尋找不同方法(如高三上第四章矩陣)套用以化簡計算,最後推廣至很多狗很多天及複雜地圖的情形,並嘗試實際測試結果是否相符。

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?

光源追蹤器

(1) 凹面鏡可會聚光線。太陽光經數組凹面鏡反射聚於一處,可達數千度之高溫,在能源危機聲中不失為可資發展利用的一個項目。但如何使凹面鏡恆對正光源?(2) 光學中介紹感光裝置時曾提及光電管是一種檢驗光線的工具。除光電管外,如光敏電阻會因光線照射與否改變電阻之大小,故亦可作為檢驗光線的一種裝置。

奇妙的骨牌世界

去年在數學競試講習的某次課堂上,老師提出一個“用骨牌鋪砌”的益智問題,引起不小的迴響。這個問題乍看之下不甚起眼;然而實地動手去作,才發覺並非想像的那麼簡單。 而這分報告,將呈現我們思考的過程與研究的成果,尚祈不吝賜教。

「生」「生」不息—本土種石田螺及外來種多稜角螺之生殖生物學

多稜角螺Angulyagra polyzonata為臺灣近期發現的外來種螺類,目前主要分布在屏東縣九如鄉崇蘭新圳。本實驗從生殖生物學探討外來種多稜角螺對本土種石田螺可能造成的影響,發現多稜角螺數量遠大於石田螺數量,兩者最小生殖體長約為16~18 mm,但個體平均懷胎數,多稜角螺卻高於石田螺。多稜角螺雌螺有效生殖個體占族群中的47 %,而石田螺雌螺有效生殖個體占族群中的46 %。相對死亡率累加至有效生殖體長之前,石田螺占族群中的91.82%,多稜角螺占族群中的91.73%。預估下一世代數量及可存活達生殖體長的數量,多稜角螺數量大於石田螺,兩者相差約8倍。從以上的資料可以看出,多稜角螺在生殖潛能上具有相對優勢,且已嚴重影響石田螺的生存空間,對臺灣生態的影響不容忽視。

人工向日葵

由於太陽仰角隨著時間不斷變換,太陽能板的接收率因此無法隨時達到最高。如果太陽能板能像向日葵一樣持續面向太陽轉動,那麼將會大幅提升太陽能板單位面積的吸收效率。我們設計一個附有凹槽的面板,使特定方向的光源只能完全通過特定的一個凹槽。而這個特定方向的光源會到達驅動裝置,此裝置是利用在常溫下的平衡態在受熱後總莫耳數增加的原理,使氣體總壓增加,進而推動水,使驅動裝置對面板造成的力矩增加,帶動整個面板轉動,讓目標面向陽光。經數次測試發現,雖然面板會朝向光源轉動,但總與正確方向有些微偏差,沒有辦法很精準的指向光源,推測造成此狀況的因素不只一個,有待更進一步的改良。

雙氧水電池與氧化劑水溶液電池研究

我們希望嘗試雙氧水電池這個新議題與其他氧化劑次氯酸鈉、硝酸鐵電池,是希望它可以在實驗是輕易製作,且是環保而強力穩定的電池。實驗的過程我們儘可能使用低污染的材料,也發現一些不錯的實驗結果: \r 一、雙氧水電池,燒杯中直接反應:以10%雙氧水、Zn當陽極所產生的電壓電流最大,比文獻提到的A1電極好。 \r 二、雙氧水電池微型化,H2O2 30%中加入寒天末、碳粉與少量磷酸鈉,可產生大且穩定的電流與電壓。如此製作的電池,並不亞於市售電池。 \r 三、三種電池的比較,以H2O2最為穩定,Zn或Mg為電極可以產生很大的輸出電流。NaCIO與Fe(NO3)3水溶液電池,反應速率太快,電池雖有高電壓與電流,但不是很穩定。H2O2確實可以發展為強力環保電池。