全國中小學科展

國中組

塑膠袋,行不行?

本研究目的在探討不同材質之塑膠袋在不同使用條件下對秀麗隠桿線蟲的繁殖與生長的影響,研究方法是探討市售三種塑膠袋(低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE及聚丙烯PP)是否會對線蟲造成影響,針對母代、子代第一代及子代第二代進行實驗。研究結果發現:(1)不同塑膠袋材質會影響線蟲之總存活率及不同時期產卵率;(2)塑膠袋裝取熱水時間的長短差異,也會影響線蟲之總存活率及不同時期產卵率;(3)實驗進行至子代第二代後,發現塑膠袋對線蟲的影響益形顯著。以上實驗結果告訴我們,日常生活中正確的挑選及使用塑膠材質的製品是非常重要的,期待未來能進一步觀察塑膠袋對後續子代的影響,以追蹤塑膠袋將對生物所可能造成的更長遠影響。

走訪秀姑巒溪出海口左岸-探索安山岩的祕密

去年暑假,我們到花蓮進行野外地質觀察活動,在秀姑巒溪出海口左岸的露頭發現海蝕平臺、海蝕洞及安山岩質的地質。我們觀察、測量和探討海蝕平臺及岩壁海蝕洞的特徵及成因,並探究在此地密集度極高的安山岩,其所含的斑晶是中性斜長石及深色礦物的輝石、角閃石。岩壁的海蝕洞,長又深,高度在2.65m,可見此地的年代久遠,大約為更新世時期的地層。由洞穴的形狀、深度、高度可以知道當時的地殼變動隆起,和海流、潮汐及海浪侵蝕造成的地質事件。我們也發現秀姑巒溪出海口的安山岩密集度高,又膠結的很堅固,不容易敲下來,雖然範圍不大,但是每一塊安山岩中的深色礦物,如角閃石和輝石都非常明顯,所以是一個研究安山岩的好地方。

IRmote之反光筆頭&眨眼滑鼠

我們研究出Wiimote的感測原理與影響IR發射筆的發光強度的因素及不同材質的反光特性,進而研發出~電子黑板--反光筆頭,達到在臨時組合屋教室裡能順利在黑板啟動電子白板的功能並提升學習樂趣等目的。同時,運用Wiimote的感測原理及所學和研究結果,我們舉一反三欲罷不能,研發出簡單實用的~眨眼滑鼠。

愈熱愈涼快

利用電解池的導電性會隨著溫度的改變的特性,將電解池串聯風扇後,製作出一個 簡單的溫控風扇。在室溫較高時,溫控風扇能發揮出近85%的轉速,提供使用者涼爽的 環境;隨著溫度的下降,使用者不需要很強的風力時,風扇也會自動降低轉速,為使用 者省下更多的電能。我們不用花大錢買新的溫控元件或買新的全自動風扇,也可以讓「不 管是懶人還是窮人」,都可以輕鬆省錢、省電、救地球。

香草的天空—小黃家蟻的防治

利用校園九種常見的香草,包括:蒜香藤、芙蓉、薰衣草、迷迭香、香茅草、雞屎藤、九層塔、薄荷、馬齒莧等九種具有強烈味道的香草植物,尋找可以驅離小黃家蟻的植物。結果顯示,新鮮芙蓉葉片將迅速使小黃家蟻死亡;磨碎過的香草,將造成小黃家蟻死亡,除芙蓉葉片外其餘死亡率皆超過 50%;烘過的香草中,香茅草防治的效果最好。

看誰挺得住(利用簡易摩擦現象模擬地震板塊移動)

利用上層具有重量的兩粗糙面之間的摩擦現象,來模擬地殼板塊間所能累積的最高能量。藉由改變上層的質量,來模擬不同厚度的地殼所釋放的相對能量大小。實驗結果顯示:當上層下滑物體的質量較重時,對介面所能承受的最大飽和位能的影響,其質量因素較介面粗糙度因素為重要。增加上層滑落體的質量,會使得最大重力位能飽和值上升。介面所能累積的能量也就以較大比例上升,發生地層崩潰時,所釋放的能量也較大。無論滑落體的表面粗糙度如何,實驗裝置所能承受的最大重力位能均達到一定值後即呈飽和。此定值與下滑物體的質量有關,但我們發現這最大重力位能飽和值並非與質量成正比關係。若將此結論推論到地層板塊上,則指出地層所能承受的能量應與地層厚度有關,越厚的地層其崩潰時所釋放出的能量也就越大,地震強度也應越強。但地震波傳到地面時被減弱的程度也應越大。介面粗糙度增加到一定程度以後,對增加所能承受的重力位能即無幫助。探討其主要原因,應該是與介面間的真正接觸面積有關。若介面間存在微粒介質,當微粒小於各表面粗糙度時,能量較容易釋放。此結論可對應到地震初期經地殼相互摩擦在介面產生微粒後,後續的地震後期瞬間所釋放的能量會小於初期所釋放者。

翻翻相連──翻杯問題任意狀態到任意狀態的連通與路徑探析

此作品研究「若有m個杯子,其中t1個杯子朝上,每次翻轉n個杯子,討論m、n在何條件下,可將m個杯子翻成t2個杯子朝上,且最少翻轉次數為何?其翻轉過程又為何?是否有漢米爾頓路徑及迴路?」我們用數學歸納法和奇、偶數的特性來解決此問題,當翻轉杯數為奇數時,不管原有杯數為何,每個狀態均可翻到且互通;但翻轉杯數為偶數時,其情形則分兩類:杯子朝上的個數為奇數者屬一類,偶數者為另一類,同類可互通,不同類即不互通。而探討最少次數的作法則有別於其他研究,我們把問題轉換成狀態圖,來尋找最短路徑及翻轉流程,且探討此圖是否有Hamiltonian Cycle或Hamiltonian path。此外,我們亦用矩陣討論當翻轉次數固定時,可看出某狀態至某狀態可互通,並可計算其方法數。

完美三角形知多少

班際籃球賽期間,我走到體育組前面的佈告欄,看到籃球賽程有 12 隊參加,在比賽中有: a 隊勝 b 隊、 b 隊勝 c 隊、 c 隊勝 a 隊,此種和局情況。我知道:若 12 個相異點中任三點不共線,兩兩連線有(12×11×10)/(3×2×1)個 △ 。但我想到:若以 1 ~ n 表各隊參賽名稱及點的編號,並定義「 p→q 」表第 p 隊勝第 q 隊,則三隊和局情況可以b>c" src="/ezfiles/4/1004/img/13/4.jpg" /> 或c>b" src="/ezfiles/4/1004/img/13/5.jpg" /> 表示,我們稱此為「完美三角形」。那麼在這定義下,若有 n 個隊伍舉辦了單循環賽,那麼形成完美 △ 個數之範圍為何?於是就展開了我的研究之旅。

天生「火柴」必有用-幾何圖形的變化與多元性之探討

本研究從探討右圖中一種益智火柴遊戲開始,我們在反覆的尋找解答與討論中,發現其解答的個數與圖形之間有某種規律。因此,第一章,我們從一些相類似的題目,歸納出一套解題的方法與技巧。第二章,我們定義「拆解後火柴棒數與原有火柴棒數的差」為「重複」,「重複」是圖形的其中一項要素,且在下一章探討中扮演重要的角色。在第三章中,我們針對有關益智題型的「移除」做探討,瞭解「移除s根火柴棒使其變成n個正方形」之題型,尋其規律。

「粄」中乾坤,「條」理分明

本研究利用拉力計、電導度計、曲度計等儀器研究不同米類、不同水質、不同質量等實驗條件下所製成的粄條在拉力、電導度及甜度的差異。拉力大小排列為在來米>美濃米>長米>蓬萊米>泰國米>糯米>圓糯米;無任何添加物時,大部分米類的拉力一開始會隨著靜置時間增加,但到20分到40分後便開始下降;而糯米、圓糯米則呈現持續上揚的趨勢。加入蕃薯粉和太白粉後,各種米類的拉力皆會隨著靜置時間增加。使用不同水質時,拉力大小依序為蒸餾水<逆滲透水<山泉水<自來水<地下水。增加米類質量會增加拉力,但非成正比;美濃米、在來米從50g增加為100g時,拉力有較明顯的增加;加入蕃薯粉、太白粉則能大幅增加米漿的拉力,但繼續增加只會微幅提升拉力。