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高中組

聲音有多快?固體.液體中聲速的探討

在物理課時,老師說聲音在不同介質傳播的聲音速度不同,因而引發我們對固、液體中聲速的好奇,進而研究測量聲速的方法,所以為了了解聲音在固、液體中的傳播情形,我們選擇了不同的長棒、水、酒精、油等物質,利用喇叭的膜面振動感應出一電動勢,藉由示波器顯示波形,分析其訊號,計算出波速的大小。

彈出吧!孢芽-蘚類孢芽生殖之探討

我們在環境較潮濕的郊外崖壁發現了具有孢芽杯的蘚類植物,激發我們深入研究蘚類孢芽生殖的機制,並根據其生長環境,我們設計了改變溼度及坡度的實驗。在溼度不同的環境下,發現潮濕組的地錢其孢芽彈出百分比以及孢芽杯的生長密度均較乾燥組高。因此當環境變的較為乾燥時,蘚類除了行孢芽生殖外,也會生長生殖托以行有性生殖。在孢芽杯內,我們發現孢芽有大小之分,經測量後證實外層孢芽平均大小較內層孢芽大,且潮濕組外層孢芽較乾燥組大。另外在改變坡度的實驗中,我們發現在坡度 75°下的孢芽杯,孢芽彈出百分比最高,因此證實了野外勘察時所測量到的 65°至 80°為最適合蘚類行孢芽生殖的坡度。

自行車剎車改進裝置

本研究是為了改進市售自行車之剎車系統缺點而研究,目前市售之剎車系統中,若先剎前輪,會因力矩作用而造成翻車之危險,若先剎車後輪,則沒有此危險,有鑑於此,改進這一缺點是本團隊重要的想法。『自行車若能於剎車時,無論先剎車手把左邊之剎車或先剎住車手把右邊之剎車或同時剎左剎車與右剎車,改進之裝置能自動地先剎住後車輪,再剎住前車輪,達到安全剎車之目的』,係為本研究之主要目的,為達此目的,本團隊經討論、繪圖、加工製造與組合測試之不斷改進而測試成功,經證實亦能達到此目的。自行車剎車改進裝置是以不修改目前自行車之車架之樣式為基礎,只做一機構來改進其剎車系統,此機構能裝置在各種自行車上,不必購置新的車架,方便現有各種樣式自行車之改裝,亦為本研究之目的之一。本研究以科學方法之證實發現,此機構對於剎車控制確有其順序性,其順序與研究目的相符合,可為自行車之安全增加一層保險。

唧唧復唧唧—蟋蟀的聲音分析與聲音行為探討

蟋蟀可以藉聲音來區別同種、宣示地盤及吸引異性以完成交配行為等,聲音與行為的關係密不可分。我們以數近,但脈衝數及唧聲長度不同,推測雌蟋蟀應是以此時間特性(如脈衝數、唧聲長度)辨別同種。另一方面,以黑蟋蟀作為研究對象,觀察並繪製出其聲音行為模式,研究結位錄音筆及電腦軟體分析並比較台灣北部4種常見蟋蟀的聲音,結果發現此4種蟋蟀的聲音頻率接果顯示雄蟋蟀以呼喚聲吸引雌蟋蟀,再轉發求偶聲並進行交配行為。而此行為模式可用來作為之後干擾實驗的對照,以便以各種干擾物干擾,研究蟋蟀的生殖行為受到何種感官影響。結果發現蟋蟀的生殖行為主要受到雄蟋蟀的聲音支配,而雄蟋蟀則以嗅覺辨別雌蟋蟀位置,決定下一步行動,與視覺較無關係。

紙捲壓縮形成摺痕之探討

我們已知如果將一張紙捲成捲筒狀將能承受來自紙捲兩端極大的力,有趣的是當兩端的力超過紙捲所能承受的最大限度後,它會沿著紙捲方向壓縮並在其上形成規律的菱形摺痕,使紙捲形成一種在縱向有彈性、橫向不易變形的結構,於是我們利用重物從高處落下撞擊紙捲來進行測試,發現所產生的菱形摺痕與紙捲的周長、厚度等等的相關性。

乳酸菌的牛奶浴-與胃酸、膽汁共舞

茲認為乳酸菌及其衍生物對整個人類飲食有極深遠的影響,激起我們以乳酸菌為研究主題的想法。此實驗探討乳酸菌對環境改變的適應能力,以期達到有效的利用。一、使溫度由5℃驟變至37℃(人體溫度),觀察乳酸菌對驟變環境的適應能力,並比較緩慢回溫時乳酸菌之恢復情形,以及兩者恢復活力的效率又是如何。二、模擬人體消化道環境,比教全脂及脫脂優酪乳內的乳酸菌通過胃酸及膽汁後的存活情形,探討乳酸菌的活力減退程度與環境因子的影響。了解脂質與蛋白質的多寡是否會影響膽汁及胃酸對乳酸菌的抑制程度。三、比較乳酸菌在pH7、pH7.8、添加膽汁的pH7.8培養液中的生長情形,以判定膽汁對乳酸菌的抑制效果是否導因於酸鹼度或膽汁的內含物。

變形的太陽

太陽西下,接近地平面之際,它的形狀由圓形漸漸變為橢圓形,原來是空氣折射所造成。

危機總動員─防治小花蔓澤蘭的探討

小花蔓澤蘭(Mikania micrantha H.B.K.)為外來種,對台灣生態危害甚鉅。本研究期望經由植物相剋作用及病蟲害防治方面的實驗探究找出對生態平衡影響較小的防治方法,並經由野外防治測試進一步評估出可行的防治策略。由實驗結果顯示,植物相剋作用與病蟲施放法皆可達到顯著的防治效果。在植物相剋作用方面,鳳凰木(Delonix regia (Bojero ex Hook) Rafin.)與雨豆樹(Samanea saman Merrill)無論在致死效果或抑制生長效果方面皆十分顯著,且微量的葉粉即可對小花蔓澤蘭產生明顯的抑制效果。在病蟲害試驗方面,發現繡線菊蚜(Aphis citricola Van der Goot)及赤葉璊(Tetranychuscinnabarinus (Boisduval)) 對小花蔓澤蘭苗木皆有致死效果,且對生長有明顯抑制作用。綜合上述實驗結果,本研究建議以多次切蔓削弱小花蔓澤蘭的生命力,並配合施用葉粉抑制小型苗木萌發與生長,長期則宜利用病蟲防治小花蔓澤蘭,以期達到最佳的防治效果。

論正2n邊形與一點決定的三角形面積比

本次研究的靈感來自於能力競賽中,一道證明由六邊形內部一點P所導致的面積比值為1的問題(詳見第3頁)。這份報告主要的目的,在探討推廣到正2n邊形內部時的情況,並求出將P點移至外部時任一點的面積比值。 這次研究利用GSP協助了解圖形的性質,並善用解析幾何和輔助線作圖。報告中的許多證明,可以用「各個三角形的高相加」的觀念搭配三角函數運算做出結論。 文中結果顯示,除了證明:當P點在正2n邊形內部時,必滿足面積比值為1外,並提供了當P點在正2n邊形外部時,面積比值的各種可能性。其證明方法,可作為解決正2n邊形面積問題的重要參考。

四平八穩-建築物的流體力學效應

此實驗是將模型置於風洞中,藉由風洞模擬真實流場,及利用皮托管壓力計測量壓力值,並用風洞的煙線產生器觀察流線的變化。實驗中調整風洞風速為1.0m/s、3.2m/s、5.3m/s、 7.4m/s,以風速算出雷諾數值,以找出應有的流場分布,與測得的壓力分布圖加以比較;並利用白蠟油產生煙線將風洞內的真實流場具體化。 實驗中所有情況的雷諾數皆介於103~2×105,依照資料,此時空氣會有剝離現象(分離點),且分離點會向風的來向移動,從實驗數據中皆可看到,在數據中的最低壓便是分離點。所有模型因橫切面皆為對稱形(正方形),所以壓力分布會對稱。 拍攝煙線結果發現,金字塔、正立方體及長方體在背風面皆有渦流產生(當高度越大時渦流越大),但是僅有正立方體與長方體的正面下方有渦流。因為長方體的背風面渦流較大,依此結果可暫時推測長方體的背風面最不穩定。