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高中組

紗窗大小與通過風速的關係

想必大家的家裡面多多少少都會裝紗窗或者是紗門吧!其目的是在於防止蚊蟲進入,但是經過了這一道阻隔卻往往造成夏日涼爽的清風無法有效進入室內。本實驗的目的即在於探討是哪些可能因素造成了風在通過紗網時流速的變慢。首先在實驗一中我利用了線香來拍攝氣流通過紗網的軌跡,以推論紗網密度與紗網前後風速變化量的關係,接下來在實驗二中我測量同一高度下,紗網前後各點的平均風速,進而確定紗網網格密度、網徑大小以及通風面積比(網孔總面積/模型總截面積)均會造成風速的變化。最後經由風洞內各點的壓力分佈分析得知,風速之所以會減弱是因為紗網網格過密,形成了風阻,阻礙了風的流動,所以風在吹到紗網前,風速早就已經降下來;而經過紗網時又阻礙了一部分的風量,故在紗網後的我們才會感覺風明顯的變弱。但同一紗網對不同的入口風速造成的風速降低比例大約是相同的,不因其入口風速的快慢而改變;而且紗網網格密度越小造成風速降低比例值則越小。

乾坤大挪移

在“教學思考”一書中 ,有一個建中科展得獎作品 《 國際科展加拿大正選 》「走走跳跳 」,它的問題是從以下的“跳棋遊戲”開始的:\r 現在有五粒黑棋子及五粒白棋子一共十粒棋子,將它們放入一塊有十一個洞的木板上,五黑子置於其中 一個的五個洞中,五白子放在另一側的五個洞裡。我們想要將黑子及自子的位置互換但只能將棋子移到相鄰的洞或跳過一個棋子到另一個洞中。我能交換成功嗎?

肌纖維收縮模型之研究

於高一基礎生物第三章生命的維持,內容談到骨骼肌的構造,骨骼肌是一種橫紋肌,有明帶和暗帶的橫紋,而有兩z線間,有兩種與z線垂直的肌絲,其中細肌絲為肌動蛋白,粗肌絲為肌凝蛋白,肌肉收縮時,乃z線與z線相互靠近,肌纖維乃到整塊肌肉隨之縮短,此即為肌肉收縮。 我們很想了解更詳細的內容,因此請老師講解,並提供資料,經過仔細推敲之後,仍然不能夠有完整清晰的概念,問題關鍵在課本圖形為平面,若能夠有立體簡易的模型,則可能有助於我們對問題的認識,因此我們開始收集並閱讀有關的資料和書籍如大學生物學、普通動物學、組織學等。待肌纖維模型雛形已成後,我們並同時配合電腦來處理動態及靜態肌纖維收縮型態。

神秘海岸--貓公石地質之觀察研究

金門的西北岸, 有種含鐵質豐富的石頭, 外表坑坑洞洞, 顏色呈騂紅色, 而凹凸不平的外表也造就了它俗名的由來, 當地人俗稱「貓公石」, 是種少見的沉積岩。本項研究於93 年5 月至94 年5 月, 觀察的地點從慈湖海堤沿岸至古寧頭的海岸。就金門西北角海岸貓公石的分布、成分及環境進行調查。貓公石在經過海水沖蝕之後硬度極高, 根據觀察發覺人為的建設和強勁的東北風的風蝕, 對於貓公石數量的減少造成極大的影響。

應用橢圓曲線在中文加解密之使用探討

在此次的科展中,我們將利用高中數論所學的同餘運算,來進行加解密計算。並利用橢圓曲線逆運算不易的幾何特點[4][5],來確保明文加密後的安全理論並設計出結合中文加密模式。我們研究結果如下:一. 公式分析:我們先引用橢圓曲線的加解密運算式分析出它的數學原理,進而推算出其關係式以進行電腦演算。二. 演算法內容分析:由公式分析出的結果,我們開始為每一個中文明文進行編碼,並歸納出其關係式來推論出可用的加密點。三. 由橢圓曲線上的可加密點來進行中文注音及標點符號的編碼,並以馬致遠的「天淨沙」來實作出我們模擬的成果。

蕃薯儲藏根發芽機制的探討

媽媽常常買一些蕃薯回來準備作菜,但是有的蕃薯放久了以後,就開始發芽;蕃薯的儲藏根和馬鈴薯的儲藏莖不同,其表面並沒有芽眼,但仍然可以在許多地方冒出不定芽或不定根來;國中生物課本曾經學過,成熟的根和莖在外觀及內部構造上有很大的不同,為了探究其原因,我便以蕃薯的儲藏根為材料,希望知道其在儲藏根上長不定芽或不定根的部位是否有所不同,以及影響其長出不定芽或不定根的外在及內部的因素。

口蹄疫病毒鞘蛋白 VP1 在細胞造成之訊息傳遞及影響

經前人實驗研究已知在大腸桿菌內表現的口蹄疫病毒(FMDV)鞘蛋白 VP1,能在老鼠及人類的癌細胞內引起細胞凋亡(apoptosis),並且活化老鼠的巨噬細胞。本實驗利用 RNA 干擾(RNA interference)技術成功抑制人類乳癌細胞 T-47D 膜上插入蛋白 integrin β1 的基因表現,經由細胞活性的測試,發現不表現 integrin β1 的細胞在經 VP1處理過後,存活率會提高;綜合前人研究,推知 VP1 在 T-47D 內的訊息傳導路徑,可能是先藉由與細胞膜表面的 integrin 結合,接著抑制下游蛋白 Akt 的活性,最後啟動細胞凋亡的機制。而在老鼠巨噬細胞 RAW264.7 中,VP1 會使 pAkt 的表現量增加,故推測 VP1 在 RAW264.7中造成的細胞凋亡,可能不是經由抑制 Akt 的路徑。另由反轉錄聚合?連鎖反應(RT-PCR)偵測 VP1 與巨噬細胞中細胞激素(cytokine)釋放的實驗發現,VP1 可在老鼠巨噬細胞 J744A 和 RAW264.7 中引發 interleukin-1α、interleukin-1β、interleukin-6 以及 interleukin-12 等介白素的釋放,具有免疫方面的生理意義。

由三角形到三角錐

在上學期高二數學第三冊中提到球面幾何性質與圓周的幾何性質可以類比, 如圓幕定理與球幕定理、過圓或球外一點求切線段長的公式等, 之前也學過空間的圖形如四面體(三角錐)、球等; 因此我們想: 三角錐的幾何性質與三角形的幾何性質應該也可以類比才對。讀了老師提供的波利亞(G.Polya )著的《數學與猜想》(Mathematics and Plausible Reasoning )一書,裡面說道:在平面上, 至少要三條直線才能圍成有限的圖形--三角形; 而在空間中, 至少要四個平面才能圍成有限的區域--三角錐。就兩者以數目最少的簡單分界為元素所圍成這一點來說, 三角形與平面的關係同三角錐與空間的關係是一樣的。使我們更加確定自己的推論,由此展開了漫長的研究路程。

以自製式裝置探討兩成分系活性係數與蒸氣壓及拉午耳定律的偏差

在本次的實驗中,我們藉由拉午耳定律的公式及一條由作者從實驗中推論而得的公式,可以簡單的求出不同溶液的分壓。我們只需要一個自製式的簡易裝置,在裝置底下放置被測量的溶液,並密封使其成為封閉系統,其頂端為一銅箔,在銅箔上使用適合的溶液,藉由上方溶液蒸發量與下方不要放置溶液蒸發量的差異之值比較,即可求出其下方兩種成份系的溶液中各種溶液在不同莫耳分率下的分壓以及能量的傳遞,雖然會有誤差的存在,但比照一般利用光譜法來測量的方式,成本卻降低很多,且經由公式,也可估計各點的活性係數,比之以往簡易很多,因此可當作針對的高中生示範教學及教具,使同學更能了解兩成分係非理想溶液在拉午耳定律中之差別。

以6AF6真空管測量電子荷質比實驗之迷思

在高中物理第四冊的實驗課本中有一個以6AF6 真空管測量電子荷質比的實驗,在真空管中使電子由管中央之陰(負)極射出,在螺線管內磁場的作用下,電子以彎曲的路徑向陽(正)極運動,最後投射在塗有螢光物質的漏斗狀陽極板上。測量螢光屏上亮點軌跡之曲率半徑,進一步推算出電子之荷質比。但是陽極板上電子所打出來的曲線恰好是電子的運動軌跡嗎?若否,其投影點連線之曲率半徑又有何意義呢?基於這個疑問,想要探討以這個實驗求取電子的荷質比是否有原理上的問題。