全國中小學科展

高中組

”促抑”濃厚

高中生命科學的課程中,提到了植物激素對於植物各個部份的影響,原本只是書上的理論,偶然間發現一盆奇特的植物──落地生根,想了解植物生長過程中,是否存在不同濃度的植物激素,便開啟了此次實驗的工作。在經過種子消毒、製備萃取液等步驟後,將培養皿放入溫度、濕度一定且無光照的生長箱中,經過多天的生長後,將幼苗不同部位生長的情形分別紀錄下來,並以不同時期、不同濃度的落地生根萃取液對不同植物之不同部位產生的影響進行討論並歸納出哪一個時期的葉片萃取物影響種子萌發及幼苗生長最大。

萬縷牽(千)絲

我們主要是在研究絲與水之間的相互關係,我們分別觀察蠶絲、蜘蛛絲對水的附著情況,並比較兩者之間的蒸散速率,我們發現兩絲分別測量時,蜘蛛絲上所附著的水珠較多並也較大顆;而蠶絲則較小且較少,蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲慢。之後我們再將蠶絲、蜘蛛絲放置在一起做水的蒸散實驗,並比較放在一起測量時的附著位置、水珠的大小、蒸散的速率和分開做實驗有什麼區別,我們發現蠶絲和蜘蛛絲放在一起時,附著在兩絲上的水滴都較易被蠶絲給吸附去,但蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲來的慢,如果不只有附著力對其在作用,那又有甚麼原因會導致如此的現象呢?我們發現蜘蛛絲對水的附著力比蠶絲來的大,但絲的附著力對水的的影響有一定的作用範圍。

生死相「半」‧你「農」我「濃」

本科展作品以稻田中採集、經過純培養後的擬同形蚤為研究對象。探討擬同形蚤體長和年齡之間的關係,並設計不同年齡層擬同形蚤對台東常用的稻用農藥----丁基加保伏48.34 %乳劑之半致死濃度〈LC50〉,以及體長相近、帶卵與否個體對此農藥耐受性的差異。此外,針對台東著名產稻地的稻田水蚤種類做野外實察。

彩虹分身了-Supernumerary Rainbows

我們先利用灑水方式尋找自然界不易觀察到的現象-複虹(SupernumeraryRainbows)。當確定複虹真的存在後,再利用雷射光束射入小水滴,從屏幕上的亮紋來研究複虹的成因,並且進一步探討於複虹干涉條紋與水滴大小關係。我們利用不同折射率的液體驗證虹出現的位置,並且利用此方法反過來測量不同濃度液體的折射率。再以Excel模擬光線於水滴折射、反射的情形,並從模擬數據及圖形中發現複虹條紋產生的原因。最後以自行拉製的細玻璃棒,再次驗證我們的理論,並在實驗室中嘗試尋找太陽光中的複虹。

光線對人面蜘蛛結網之影響

蜘蛛一直被許多人所懼怕,大部分人一見到蜘蛛,第一動作便是找東西將其打死,其實,蜘蛛不僅吃蚊子、蟑螂等會傳染疾病之昆蟲,蜘蛛絲還有高度的韌性、延展性高等優點,實在值得人們好好去利用。可惜,由於蜘蛛絲目前無法大量取得,因此無法利用作為商業用途。從生物的角度來看,如果可以改變蜘蛛的生活環境,進而使其蜘蛛絲產生改變。本實驗利用兩個因素改變蜘蛛的生活環境:(一)不同的可見色光照射後對蜘蛛所織的絲的影響。(二)不同光度大小的白光照射後對蜘蛛所織的網的影響。研究的結果發現:可見色光的種類、波長及能量的大小,光度大小可能是改變蜘蛛絲粗細、蜘蛛網疏密的因素。

幻方研究

在學校中閱讀趣味數學書籍時,對於其中幻方(魔術方陣)特殊的性質,感到十分有興趣,於是便做了以下的研究。

人工智慧之另一方向─專家系統

每當我們到醫院看病時,醫生總是不厭其煩地詢問病人有什麼病情。如有沒有發燒呢?有沒有頭痛呢?有沒有流鼻涕呢?問了些問題後,醫生就可以下判斷:你得了 × × 病。由此可知,似乎只要有一些規則,我們就可以判斷有何結果。例如:你既頭痛頭昏又打噴梯,你可能得了感冒。當然,以上的例子只是隨便說說而已,但若是實際上請醫術高明的醫生,把一些診斷疾病上的徵兆或條件,寫成明確的規則,交由電腦去處理,如此診斷的工作就可交給電腦,而一般不懂醫術的人也可藉助電腦自行判斷疾病。

可以不要爆爆嗎?—精油燃燒防止氣爆因素研究與改良

市售精油易發生氣爆是由於協助精油溶於水的異丙醇在加熱時氧化不完全所致,因此我們希望在不影響溶液揮發程度和薰香效果的情況下,嘗試改善此情形。一、自製精油:為研究香茅精油之原有物質性質,在實驗中利用義式咖啡器的原理,以簡單改良蒸餾裝置自製精油,將市售添加物的變因排除,再改變條件將製品與標準品比較。二、測揮發量:利用波以耳-查理定律,控制溫度,量測蒸氣壓,推算香茅精油氣体揮發量。發現從事溫持續加熱至90℃時,市售精油和自製精油皆以比例6%(重量百分率濃度)的容易有最大的揮發量;改變濃度時,則皆在76℃~86℃時有較大揮發量。三、測氧化程度:利用氧化還原滴定,測定各比例香茅精油溶液蒸氣的氧化程度:發現定溫下(80℃)市售精油以6%的溶液,自製精油以2%的溶液有較佳的安全性。而從室溫持續加熱至90℃時,市售精油和自製精油皆以比例6%的溶夜都有較佳的安全性。四、不同揮發性溶劑效果:\r 改變揮發性溶劑種類和自製的香茅精油混合測定,於定溫下比較揮發程度,以丙醇揮發效果最佳。

三角形的剪裁

在中國數學雜誌八卷二期( Chinese Journal of Mathematics volum 8, Number2 , Jun 1980)有篇朱建正、黃振芳所作”三角形的剪裁” ( "On Trimming A Triangle " )。內容是要證明以下的猜側:定義:剪裁給定一個三角形,固定其兩頂點,而將另一頂點沿三角形的邊向某一固定頂點移動,而得出一較小的三角形,這樣的程序稱為一個剪裁。下一個剪裁則從此較小的三角形出發。 Goodman 的猜測:由 △ ABC經有限多次剪裁成之 △ A'B'C',必可由 7 次以下之剪裁使 A 變到 A', B 變到B',C 變到 C'。實際上,朱、黃所證,僅是沒有“記號”的情形,至於有記號 的情形,卻從略不提。我試於後文提出一反例,說明朱、黃的解法何以無法解決有記號的情形。藉著電子計算機之助,我對此猜測的所有情形作了驗證,證實往考慮記號的情形下此一猜測為真。根據朱教授表示,原問題係他於 1978 年赴英參加數學會議時,一數學家 Coodman 所提出。

彈性物質的熱能與力學能守恆

將氣球拉長時,其溫度會上升,放鬆時溫度會下降至比原溫度還低。我們猜測拉長時溫度會升高,是因為力學能轉變成熱能,而放鬆時溫度會下降,是因為熱能轉變成力學能。後者是比較少見的現象,所以吸引我們的注意。在研究過程中發現記憶金屬所製之眼鏡腳,也有相同的性質--將它彎曲後溫度會升高,而放鬆時溫度也會下降,於是決定亦仔細觀察此現象。研究發現:\r 一:氣球伸長至固定長度,停留不同的時間後放鬆,停留越久,會下降至越低的\r 溫度。\r 二:氣球負載重物加熱後,會使平衡點上升。\r 三:將氣球拉長固定長度後,加熱後再釋放,彈回去的振幅較大。\r 四:氣球拉到定長後,加熱可使其張力增大。\r 五:將眼鏡腳彎曲後加熱,加熱可使其應力增大。