全國中小學科展

國中組

紅騎士軍團─熱帶火家蟻

本實驗以外來種熱帶火家蟻 Solenopsis geminata 為研究對象,觀察其外型特徵、成員組成、在校園內的分布、生活習性及各種社會性行為等。同時在實驗室內飼養螞蟻,探討熱帶火家蟻對不同植物氣味的嗅覺反應,及對不同光線的視覺反應。實驗結果顯示熱帶火家蟻生活在有陽光、開放性、有陰影遮蓋的地區,蟻巢常築在乾燥的土壤下。成員包括工蟻、兵蟻和蟻后,社會性行為複雜,包括防禦、警戒、築巢、覓食及搬屍行為等。飼養螞蟻時以爽身粉來防止其逃脫之效果最佳。嗅覺反應靈敏,有濃厚刺鼻氣味的植物,如蔥、沒骨消和檸檬葉等能有效地限制其活動範圍。視覺反應不敏感,無法辨識光線種類,但對白光、紅光、黃光、藍光、綠光、紫光等皆具有趨光性,其中又以白光的反應最明顯,紅光反應最差。

雷射與磁片的對話─電浮、靜電力、磁力

理化課談到「靜電」,我們玩了很多靜電的遊戲,我們再開創「電浮」…等等有趣的靜電實驗;也利用雷射與磁片對話的「放大」作用,測量出微弱的靜電力,並進而測量磁鐵的磁力且證明磁鐵的磁力和距離平方成反比。

高維空閒中的正多面體

無論在平面上或空間中,都存在有一些「正多邊形」或「正多面體」。在解析幾何出現之前,對於這些「正」的幾何形體,已有相當的研究結果。由於解析幾何的發明,四維以上歐氏空間的概念,也逐漸被人們接受。隨之而來的問題是,高維空間中也能找到由若干相同正多面體所組成的「超體」,或是由若干超體所組成的「超超體」嗎?在二度和三度空間中的各項性質,又能夠以怎樣的方法推廣至高維空間呢?

嘖『摺』稱奇,振『正』有詞

本文主要是研究如何利用“邊長為1的正方形紙張,折出各種面積小於1的正方形圖形”,與如何利用紙張摺出各種的正N邊形(含尺規作圖無法作出的正七邊形、正九邊形、……),以達加深加廣學習者的幾何概念並與小學的美勞課程銜接。試圖以摺紙方法解決“古典幾何三大問題”,並已解決其中的三等分角與立方倍積問題。

相對運動中─渦流與升阻力之研究

每見飛機翱翔於天際,便對飛機飛行產生無比之關注與興趣,為何能飛行?飛機的機翼又為何如此多種?飛行中由於飛行的角度不同,在潮濕的天空中,機翼及機尾會產生許多的渦流,在不斷地觀察中令我沈迷不已!也試著製作機翼,產生各種煙霧,探討飛機在飛行中相對運動、渦流是否會造成飛機之阻力或升力、失速或災難等。藉由一連串之實驗、設計、測試與改良,我們獲得許多寶貴之經驗及紀錄。希冀對物體運動學有所助冀,且對飛機機翼的未來發展有所助益。

三分五裂~光照對構樹葉形變化的影響

構樹的葉子形狀可稱得上千變萬化,常見的葉形有三種,分別是心形葉、缺刻狀葉和深\r 裂葉(三裂、五裂)。不同的環境下植株葉片的形狀有很大的差異,在陰暗處以心形葉居多,\r 陽光充足之處則以缺刻狀葉和深裂葉為主。依照實驗觀察發現構樹的葉形轉變有著規律性,\r 由心形葉→缺刻狀葉→深裂葉,原先為五深裂葉的葉片並沒有改變,陰暗處生長的心形葉,\r 葉上表皮表面積和葉長比值為2.455,為了要爭奪更多的陽光,便朝接收陽光面積較大的缺刻\r 葉(比值2.766)以及深裂葉(比值3.660)的方向轉變,而在陽光充足地方生長的構樹,由\r 於深裂葉已能有效的吸收陽光,便不再改變其葉片的形狀。在陽光充足處生長的構樹,深裂\r 葉的細毛數量比心形葉多且長,可反射多餘的陽光避免植株過熱,以免散失太多的水分,而\r 心形葉則為了要得到更多的陽光,避免長出太多及太長的細毛。利用增加光照時間來探討構\r 樹葉形變化的實驗中發現:延長光照六小時組最早出現葉形的變化,也有最多的葉片由心形\r 葉轉變成缺刻狀葉。但延長光照二小時和控制組(延長光照零小時),這二組在觀察期間,葉\r 形都沒有發生變化。由實驗結果我們推論,適度的增加光照時間可加快葉片形狀的轉變。

一葉知秋 ─植物生長環境條件對其葉片維管束比例之影響

年輪學是研究樹木莖部年輪變化與環境條件關係的一門學問。葉片與莖相同都是植物的重要部位,莖會受到環境影響而形成年輪,那葉片是否也會因為環境的差異,而會有結構上的差異呢? 我們嘗試收集各種植物的葉片的顯微切片照片,利用影像分析軟體Image J來計算其維管束在葉片橫切面上所佔之比例,再與該植物的生長環境因子進行比較,了解其間的相關性。 研究結果顯示,年雨量與維管束所佔比例之相關係數為0.370,結果呈現為中度相關。而利用ArcGIS取得之全球圖資進行疊圖分析後發現,在相對乾燥的區域(年雨量10%者佔了76%,由此可知年雨量與植物葉片的維管束比例有著相關性。

微電腦的應用

目前我國已進入微電腦時代,政府亦在提倡大家學習微電腦,因此,月前市面上所售的微電腦(個人電腦和家用小型電腦)其售價大跌,已為多數家庭所能接受。自從有了一種微電腦語言 ( BASIC )較接近一般英文的一種語言,也就使得最初只有特別學習過微電腦語言的人才會用微電腦以外,也能讓一般社會人士所能接受,因此微電腦也就從此為大家所共有。可是你可曾想到,就在你身旁的微電腦,除了可供娛樂,計算以外,還可幫你撥電話,定時 …… 更可幫你每天二十四小時看守門戶嗎?因此我便在此把我自己所設想出來的依些電路供給大家參考、應用。

探討紫外光對雞冠花之影響

近年來電視氣象常常報導太陽紫外線長期照射人類皮膚會引發皮膚癌,於是引起我們的關注,想探討紫外光對生物是否有影響?在國內文獻中尚未找到有關紫外線對雞冠花的傷害,更對它產生一股莫名的好奇與衝動,激發我們研究它的興趣,因此我們用不同紫外線光譜來照射雞冠花的外形及種子,研究染色體的變異及第二代外形的突變。

繞圈高手----呼啦呼啦

當洗頭的時後,擠洗髮精時,洗髮精由瓶子擠到手上時,流出來的洗髮精尾端會帶動整個流出來的洗髮精流柱一起轉圈,非常好玩,就像洗髮精流柱在搖呼啦圈一樣,但洗手時水卻不會轉圈,到底洗髮精為什麼會轉圈呢?和之前在二上理化課本第四章-壓力和浮力有關嗎?