全國中小學科展

高中組

搖哩!搖勒!變色水

這是一個趣味實驗裡常常做的一個實驗“藍瓶反應”,雖然是一個很舊的題材,卻有著驚人的新發現。不僅葡萄糖會呈現“藍瓶反應”,半乳糖及果糖均會,且與葡萄糖結構相近的戊五醇、己六醇也呈現藍瓶反應。於是我們就發現了,只要可以繼續氧化的官能基(例如羥基或醛),在其官能基附近有拉電子基的存在,亦產生效果絕佳的藍瓶反應。亦以葡萄糖本身為探討的主題,到底是哪一個官能基最有可能先開始反應?也探討亞甲藍、氧氣、葡萄糖及氫氧化鈉四者之間可能發生的機制及反應級數。於是就慢慢揭開藍瓶反應神秘的面紗。

不同光照中斷時長對於種子萌發的影響

光線,除了對植物行光合作用有很大的影響外,對於其發育過程及形態改變,扮演了重要的角色。種子的發芽對於紅光的反應特別敏感。因已知紅光會將 Pr 轉變為 Pfr,紅外光可將 Pfr 轉變為 Pr,目前認為 Pfr 的生成可抑制短日照植物開花或嫌光性種子發芽。若是「紅光照射後,緊接著照射遠紅光,則表現遠紅效應;遠紅光照射後,緊接照射紅光,則表現紅光效應。這兩種反應過程是可逆的」(高,1989)。本實驗以不等時間的紅光與紅外光交替照射中斷處理,探討 Pfr 的抑制效應是否可予抵銷,並表現出 Pr 的效應。結果顯示 Pfr 相對於 Pr的不同比例會表現出不同程度種子萌發的促進或抑制的效應。

月球隕石坑的觀測與模擬實驗

西元 1994 年舒梅克─李維 9 號彗星撞擊木星時,曾引起了全世界的震憾,也同時引起我們對天體互撞產生了極大的興趣。因此,我們從最簡單、最方便觀測的月球開始著手,研究隕石撞擊月球的種種變化。

用空氣發電-鋅空氣電池性質探討

以本校現有之器材與設備製成鋅空氣電池,並以實驗證明我們製成的電池確為鋅空氣電池。以自製之鋅空氣電池探討鋅陽極製作方式、鋅陽極面積、擴散層中PTFE 含量、催化劑種類、「充電」方式、環境中二氧化碳等各項因素對鋅空氣電池性能之影響,並改變鋅陽極製法及擴散層中 PTFE 含量,有效改進電池性能。

月球天平動的研究

月球公轉與自轉週期相同,故月球始終以同一面朝向地球。但月球亦可能因許多原因而使我們能多看到月球背面的一小部分。我們覺得此現象十分有趣,便想應用自身所學,分析了解天平動現象。

茄苳窗蛾生活史及捲葉行為研究

茄苳窗蛾(Microbelia canidentalis),屬於鱗翅目完全變態昆蟲,生活史約三個月,幼蟲宿主主要為大戟科的茄苳(Bischofia javanica);幼蟲各發育階段的掩蔽行為及攝食行為皆有差異性;捲葉行為共有兩次,第一次捲葉於三齡幼蟲末期,需時一天,捲葉後開始攝食,當蛻皮為四齡幼蟲後,繼續將葉捲捲至葉主脈,一週後,進行第二次的捲葉,另形成一較大的葉捲,於其內製作一葉苞,化蛹,羽化。將採集的葉捲經過測量分析,發現葉捲大小雖有所不同,但葉捲長度及切痕長仍有一固定的比例,約為1.7。 捲葉行為的第一個實驗為探討葉片擺放角度對茄苳窗蛾幼蟲捲葉的影響,實驗發現,當葉片擺放角度愈大,葉捲中軸與葉主脈的角度愈小,可能代表的是重力影響下,幼蟲為了力學平衡,所作的因應;第二個實驗為葉片形狀對茄苳窗蛾幼蟲捲葉的影響,發現葉緣缺刻可能為茄苳窗蛾幼蟲捲葉時切入的依據。

n邊形內具有最小周長的內接n邊形

匈牙利數學家 L . Fejer 在處理三角形內具有最小周長的內接三角形時,他先在BC上固定一點 D ,再由 D 對AB、AC 各作對稱點 D' 及 D " ,連接 ,依次交於 E 及 F ,請看圖(一),那麼△DEF 是在 D 固定具有最小周長的內接三角形。 他又觀察到△AD'D"為一頂角∠D'AD"=2∠BAC=定角,且腰長的等腰△,當期腰長()最小時底邊()最小所以取為上的高時,△DEF既為內接於△ABC且距最小周長的三角形。 但想利用這種作法將三角形推展至四邊形、五邊形乃至於n邊形勢必十分困難,所以我們便放棄這種解法而另起爐灶。首先我們還是從最基本的銳角三角形著手,希望從此得到推廣之道。歷經種種困難,最後我們想到我們賴以生存的光-它具有沿最短路線行進的特性,利用此特性,我們作出了以下結論。

溶質分配率暨氫鍵會合作用之探討

去年暑假輔導課時,老師講解聯考試題時,指出 67 年度聯考考過有關萃取溶質分配率平衡常數應用與 69 年度聯考考過氫鍵會合作用的觀念,但在高中化學實驗課程中未曾作過此類實驗,為了對這些問題有更深入了解,於是,我們嘗試以學過有關化學理論與實驗方法為基礎,再配合有關資料與較深入實驗方法,利用課餘時間,經過一學期的努力,終如願以償,今將內容及結論詳述如下,誠摯的希望閣下的批評、指教。

迴蟲世代

在數學課堂中,老師拋出一道甄試的口試題目,那是一道有關蟲類繁殖過程中,探討子代存在的位置及其規律性的題目。我們除了解決原題目外,並改變其維度、形狀來探索其狀況。首先,我們藉由電腦程式來驗證手算的正確性,再用數學算式證明,而在推導的過程中,竟發現其解與 、「一路領先」、 數列、 數列、 數列、 和 有著密切的關係!

加法鏈上的Scholz-Brauer猜測之研究

給定一個自然數n,如何最有效率的計算Xn?此處Xn表X自乘n次,X可以是任一具有乘法的代數體系中元素;所謂最有效率是指使用最少次的乘法。由此引發了“加法鏈”的概念及許多有趣的數學問題。Knuth[1]的話恰說明了本研究的動機:\r Not only because it is interesing in its own right, but because it is an excellent example of the theoretical questions that arise in the study of "optimum methods of computation."