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國中組

讓紙尿布綠起來

若以每年三十萬嬰兒出生來計算,紙尿布一年的使用量高達上億片,再加上成人紙尿布及女性生理用品,為這些產品,目前每年要生產約九億公斤的聚丙烯酸。交錯連結成網狀的聚丙烯酸鏈具有強大的親水性,它可以吸收等於本身重量800 倍的蒸餾水,為了避免吸水之後不回滲,科學家們將此高分子物質製成小圓球,並將鹽巴包在其中,此高分子本身是一種半透膜,水易進不易出,同時內部鹽水濃度高於外面,也可以避免水份滲透出去。問題在於,這巨量極穩定物質,最後都被拋棄於垃圾掩埋場裡。這種拋棄式又不易被分解的消耗品,在環保替代品量產前,若能得以再利用,應能為地球的生態環境貢獻一份心力。本實驗利用切碎紙尿布當介質使綠豆發芽,證實紙尿布成份對植物生長應該沒有不好的影響;並驗證出將紙尿布切碎混入泥炭土中,能有效延長鐵線蕨及圓幣草之澆水時間間隔;最後找出最適合鐵線蕨與圓幣草的泥炭土尿布比,分別是3:1 及1:3。

天造地設-探討黃槿刺子節蜱的造癭秘密

在校園中採集黃槿(Hibiscus tiliaceus)葉片上的蟲癭(insect-induced gall),進行解剖觀察蟲癭內部結構,發現有許多白色蠕動的小蟲寄生,經查資料確認為黃槿刺子節蜱(Aculodes hisbisci)。有蟲癭寄生葉片較無蟲癭寄生葉片小,蟲癭數量會隨時間增加,有蟲癭的黃槿葉片質量較重保水性佳不易凋謝。葉柄維管束切片發現,相同生長時間,無蟲癭寄生者維管束分化快、木質多且環狀排列在外圍。經由葉肉蟲癭切片染色得知癭最內層為韌皮部,由葉下表皮增生包圍,由韌皮部增生營養層,可提供葡萄糖供應至內部纖維,蟲體藉羽爪攀附粗長的內部纖維取食。一個蟲癭橫徑越大,內部蟲體越多,癭橫徑最大可達0.6cm,其內部的黃槿刺子節蜱可多達400隻,但蟲癭隔間內黃槿刺子節蜱數愈多,內部的突變纖維密集度愈低。

無線寬頻WiMAX對果蠅本能行為的影響

果蠅成蟲經WiMAX 3.5GHz 電磁波照射後,對其神經系統控制的行為:趨上性、趨光性\r 或是嗅覺反應,均有抑制效果。我們推論:WiMAX 電磁波可能會抑制神經訊息傳導的速度。\r 實驗組子代果蠅雌性比例偏高, 16 小時組雌雄比例為最高,雌雄比例達2.1 倍。可以得知\r WiMAX 確實會影響由內分泌所控制的生理本能。實驗組SOD 活性都比對照組低,也可看出\r 氧化壓力的傷害有累積效果,顯示WiMAX 確實會降低體內抗氧化酵素-SOD-的活性,對\r 正在發育中的卵產生氧化壓力。\r 發育中胚胎受到的氧化傷害,經蛹期變態後,對成蠅的本能行為不會有影響。但對個體\r 的生命週期有延遲的現象。16小時實驗組需時最久(11.83天),可以得知氧化壓力具有傷害\r 累積的效果,但不是線性倍增的關係。

桃園人的噩夢─酸雨

小丸子:「小玉,你爸爸的頭會不會禿禿的、沒有毛呢?」 小玉:「會啊,我一直覺得好奇怪,但是我不敢問我爸爸。」 花輪:「嗨, Baby! ,你們在說禿頭啊? 」 小丸予:「對啊,花輪同學,你知道為什麼會禿頭嗎?」 花輪:「當然了,女士們,因為我家僕人的頭也是禿的,那是酸雨造成的結果啊!」 小丸子:「酸雨?我好像有聽說過耶!」 花輪:「說來話長,我看我們來做一些實驗看看,說不定能得到一些意外的收穫。」 小丸子:「哇!好棒喔!就讓我們來揭開酸雨的神秘面紗吧!」

磁磚和正多邊形

在日常生活中,我們常看到房子的地板或牆壁貼著磁磚,許多是由正多邊形所購成的。我們非常好奇到底那些正多邊形可以當做磁磚的形狀?老師建議我們從一年級上學期學過的正多邊形著手,再運用二年級所學的方程式、不等式,以科學方法,試著去尋找正確的等案。

爬樹猴之爬升研究

爬樹猴為一鐵絲彎成的梯形框框,四個角彎成小圓圈,串過繩子後將繩子上端固定在吊架上,交替拉繩子下端可使爬樹猴上升。本實驗主要目的在研究爬樹猴爬升的原理,並探討影響步幅及負重能力的因素。實驗發現爬樹猴藉著扭轉身體而改變摩擦力,左右兩邊輪流當支點,另一邊則順著繩子向上滑動。實驗中意外發現吊架扮演著重要而有趣的角色,使用固定吊架或活動吊架竟然使爬樹猴上移的過程相反。深入研究之後,發現繩子的彈性及猴子的形狀都扮演著非常更重要的角色。

實現高中職社區化───探討凸多邊形的最佳位置

本研究在於探討公立高中職的最佳設立點。考慮一些特殊情況,我們可以把鄉鎮市地圖近似成凸多邊形,並以學校到地圖中最遠點距離最小為原則進行研究。 我們從三角形出發,發現最佳位置與其外心有關,從而推論到頂點共圓的多邊形。在研究頂點不共圓的多邊形時,我們把多邊形以對角線拆成不同之三角形,我們經由觀察得知多邊形最佳位置必落於其分拆之三角形最佳位置上。藉由程式模擬,可求得任意多邊形之解。 我們以研究結果套用到觀音鄉及新屋鄉等真實情況下,並提供該模型可能的其他應用,如可被廣泛應用到設置通訊網路、便利店、服務站台、水庫、醫院、警局、捷運站等問題上。

條條矩矩法-探討級數的奧妙

本研究探討「小高斯速算」的推廣。主要往三個方面發展:(1)自然數一到七次方的和。(2)三角形數列的變形。(3)自然數兩兩連乘積數列、三連乘積數列等的總和。研究過程當中,主要利用三種方法求解:(1)條條矩矩法:用不同的矩形、不同的排列方法表示各數列,再運用直行或橫列觀察,便可將原式變形。這是我們研究出的方法,以下稱為「條條矩矩法」。(2)三角形法:先將數列排成一個三角形,再將其往不同的方向旋轉,得三個三角形,再將這三個三角形中每個相對應位置上的數字加起來。這些數值會相等。把這些數加起來後除以3,即得原式的總和。(3)數型關係法:運用數的拆解將式子變成較易運算的形式。藉由這三種想法,將高次的級數變成較低次的級數,得到本研究的答案。其中「條條矩矩法」可作為一般計算級數,或是找規律的工具。

離子擴散會來電?探討氯化鈉溶液濃度梯度差的擴散電位

設計實驗使量筒內的氯化鈉水溶液與純水間有穩定交界面。溶液中的濃度差使電解質的離子發生擴散現象。擴散時,正負離子從高濃度向低濃度移動,以不同的速度同方向進行擴散,造成各液面電荷分布不均,產生電位差。實驗設計一個微型電極,測量不同濃度氯化鈉水溶液與純水間,液/液界面的電壓變化值,開始有電位反應後的3分鐘,每秒讀取擴散電位值一次,每種濃度讀取180個數據,探討離子微觀運動模式。第二個實驗是測量電位反應後,當達到最大電位後連續30分鐘的擴散電位,探討不同濃度的「最高值」與隨「時間」的電位變化趨勢。我們發現液/液界面兩層溶液濃度差越大擴散電位值會越大,當水溶液持續稀釋後,不同的極稀釋水溶液都趨向相同的擴散電位值。

利用轉動的鏡子測聲音頻率的探討

在一次的聯課活動中(自然科學社),在物理實驗室後面的櫥櫃中放有許多音叉,有少數同學敲著音叉,浸入水中濺起水花,當時很多同學覺得新奇,紛紛問老師有關聲音的原理,其中我們印象最深刻的是:(一)聲音的產生是由於物體的振動。(二)聲音的高低是決定於振動頒率,像男人聲音低是聲帶振動頻率小,女人聲音較高是聲帶振動頻率較大,那時利用喇叭及示波器示範,當喇叭的聲音高時,示波器上出現的頻率也較大,但是我們仍不了解示波器如何顯示波形再測頻率的道理,於是我們幾個同學利用圖書館時間查書、討論,看看有沒有其他更簡明的方法,測出聲音頻率,同時找課餘時問,試著做這個實驗。