全國中小學科展

高中組

音顯角炸

本實驗主要內容為利用波形產生器和喇叭產生聲波,以Parafilm作為水珠和喇叭的接觸材 質,對水珠產生強迫振盪,產生現象有變形三、變形四、變形五、二尖、不穩定的三邊形和噴發。此外,調整水量、頻率、電壓,觀察並記錄水珠的變形現象,並進一步探討水量、頻率、電壓對水珠的影響。

無形殺手─香菸和農藥對幼鼠及雞胚的影響

目前有許多醫學報告顯示,吸煙對於人體危害甚大。例如癮君子多具有一張布滿皺紋的煙臉(Smokers face),吸煙孕婦產下具肺部疾患、低體重的嬰兒,吸煙婦女的新生兒死亡率高於不吸煙婦女;又梨山山胞因食入含殘餘農藥的水而死亡,實是文明社會的一大憾事,因此引起我們研究殘餘農藥及吸煙對動物影響的興趣。

基隆河下游與北勢溪曲流之比較與研究

台潤地區環境特殊,面積雖小,地形上卻包羅萬象,其中河流地形方面的景觀更是令人嚮往,因此使我們興起了一探究竟的興趣。淡水河系台灣北部地區最重要的水系,它提供了台北地區早期的交通,亦為飲用水源,近年史成為大眾遊樂、休閒的活動場所,因此有關此處可尋之資料甚為豐富,而其支流基隆河、北勢溪的曲流地形,尤為特殊與顯明,在全城中更具研究價值。本研究活動之目的,即係藉著簡單可行的方法,對基隆河下游與北勢溪之曲流進行計量的研究工作,探討並解釋同學們對曲流地形共同產生之疑點:1.曲流是如何形成的?2.曲流兩岸之土地利用如何?3.河流流速與河道迂迥是否有關?4.基隆河與北勢溪流路迂迴,共波動振幅、曲流帶、氾濫原之情形如何?5.曲流擺動是合其有週期性?進而藉此簡單具體的成果,印證課本上所學之知識,並激發同學對地球科學的興趣及參與,從而培養科學研究的精神。

以彈性體模型評估心血管疾病之新方法初探

我的研究工作有三項重要成果:第一,根據物理學的彈性體振動模型發現:主動脈硬化的定量分析可由測量主動脈相對於心臟運動的延遲時間明確得知,且可用臨床使用的心臟超音波儀器直接進行測量,同時上述之延遲時間確定可由體外的胸前超音波掃描(TTE)準確測得,免除受測者的不適,及避免副作用,使得此一新方法更具方便、普遍的優點。第二,由自製的「彈性體模型」所得數據與由超音波影像所得結果相吻合,且流體的黏度不影響延遲時間,印證此新方法是可靠的。第三,本方法與臨床用的血管造影術、血管脹縮速度測量;及醫學研究用的 WK Model做比較,發現此新方法具非侵入性、能早期診斷、能定量分析、不需接觸病人、鑑別度高、可分辨性等優點,值得推廣。

『蝽蝽』欲動--小仰蝽運動模式之探討

小仰蝽(Anisops)是一種特別的水棲昆蟲,以擺動後足之方式前行。我們針對他的外觀細微構造進行觀察,並分析其擺動流程。從中,我們確定了後足腿節擺幅與其運動方向、運動路徑長之關係;後足脛節與跗節對於調整接觸面,以及平衡與穩定之功能;還有蟲身降低摩擦力之策略。並期盼能將結果推廣至更多水棲昆蟲運動方式的解釋及其模型之建構上。

多面體之著色問題

如果有四種顏色可供選擇,我們想在併排四個正方形格子上(如圖□□□□)著色,假定位置是固定的若限定四格異色,當然就有 P4 4種塗法,如果四格不須異色,就有 4 4種,在同樣條件下,如果塗在一個可翻轉之正四面體上(如圖) E1表 △ ABC , E2表 △ ABD , E3表 △ ACD ,例如(一)E1 → 白, E2→ 黃, E3→ 紅,和(二) E1→ 紅,E2→ 白, E3 → 黃,根據上面的算法 是(一)(二)兩種塗法,而事實上,當(一)適常地旋轉了 120。後就是(二)了,所以應視為同一種塗法,這正多面體對稱的特性,致使塗法數減少,引起我們探討的興趣。

蛋殼木乃伊~乾燥劑

蛋殼是生活中常見的廢棄物,但將它處理後的主成分卻是和市售乾燥劑十分類似的CaCl2,因此希望利用蛋殼製出日常可用的乾燥劑。實驗先將廢棄蛋殼加以處理,再將完成之乾燥劑和五種常見乾燥劑成分進行比較,測量各自可達到的相對濕度、乾燥速率及飽和吸溼量。實驗發現蛋殼乾燥劑在各方面皆有不亞於其它乾燥劑成分的表現,且反應後不會生成會傷害環境及人體的強酸、強鹼等有害物質,更可用加熱方法還原,具有極佳實用性。未來希望可向蛋殼成分、吸溼量作進一步研究,使它成為更方便日常使用的乾燥劑。

複眼定位器

蜜蜂複眼具有偏光天文羅盤的功能,他們即使沒有直接看見太陽,但只要看見一部分的天空,就可以知道方向。本實驗探討蜜蜂偏光定位的原理及構造,並了解昆蟲複眼偏光定位的運作機制,透過模擬且簡化蜜蜂小眼的構造,製作昆蟲複眼定位器,且實際至戶外操作測量天空偏振樣式,計算出太陽方位,藉此可作各種太陽定位運用。此複眼定位器因為是利用天空的偏振樣式定位,不會受到天氣狀況影響,即使看不到太陽,依然可以找到太陽方向,可應用在太陽定位的技術上。且不是利用地磁定位,因此可用於航空或航海方面。

水蔥花--散射水膜所激起的完整水苞

生活中我們常看到水柱衝擊物體時,形成散射的水膜,卻不知道在適當的條件下,水膜可以完整接合,第一次發現這種神奇現象時,十分驚喜,因為就像含苞待放的花朵,所以我們稱之為「水苞」。我們懷疑是否在不同變因下水苞的形狀、大小會有奇妙的規律,在好奇心的驅使下,我們在寒冬裡展開了與水苞的邂逅,探索-物理之美。

颶風來嚕-對角線與方格圖之關係探討與推廣

在數學思考這本書中,提到一個關於矩形對角線的問題:「方格紙上畫一個三格乘五格的長方形,並且連起一條對角線,有多少方格和對角線接觸﹖」本篇研究除了將邊長為正整數之矩形的情形一般化外,同時也將結論推廣至邊長為實數之矩形,更近一步地將對角線推廣至有寬度的「線」,並導出有系統且漂亮的規則與一般式。除此之外,我們更利用將立體空間問題轉換成平面模式的方式,將二維的情形推廣到三維空間之情形,並且由對角直線延伸出任意曲線的解題原理。