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國中組

陸生三葉蟲?~二種潮蟲環境適應及生存策略探討

因為好奇潮蟲的樣子像三葉蟲,因而展開調查二個不同區域的二種型態大小不同的潮蟲,分別是喜陰蟲和鼠婦。牠們棲息於陰濕且透氣的土壤,以氣管肺換氣,雌雄異體的潮蟲雖為卵生,交配後將受精卵抱於卵囊中,待胚胎孵化且有足夠的水份才產出,因此需生長在潮溼的土壤,乾燥和低溫對二種潮蟲的生存不利。喜陰蟲對溫度的耐受度比鼠婦來得佳,食量和溫度有關,高溫環境食量和排便量大。食喜枯葉的潮蟲能適應綿布飼養的人工環境,因此是作為控制實驗的好材料,實驗結果顯示潮蟲有明顯的趨濕性,沒有明顯的負趨光性,白化個體有較明顯的日夜週期和負光趨性,白化個體第二代仍為白化症。潮蟲不分日夜均會在土壤表層活動取食因此會降低植物發芽率。

誰說國中生不知地厚?—從板塊運動探討台灣地區岩石圈的厚度及變化

利用水中的浮體實驗來模擬板塊運動造成岩石圈受擠壓的現象,找出受壓縮岩石圈的長度變化和所造成的厚度延伸量之間的關係式來推估岩石圈厚度;依相關文獻參考實際板塊位移量,推測台灣地區的岩石圈平均厚度約為 170 公里;並依照台灣地區地形來模擬標高不同區域的岩石圈厚度分布。並利用以上模型,證明當山區受到較大的侵蝕作用時,因岩石圈下層受浮力上浮補償了部分的高度,使山區需在較長時間,高度才會變矮。

燃燒吧!火鳥!!

一天在同學的生日會上,用吹不熄的蠟燭來整壽星,覺得這種東西實在非常有趣,於是我們便想深入研究...首先我們探討何種燭芯的燃燒效果比較好,以及燭芯沾何種金屬粉吹熄後的復燃性比較好,再應用到「吹不熄的蠟燭」來改良,改良後,我們成功地製作出吹不熄的蠟燭。接下來探討完全燃燒的原理,並且成功的研發出讓酒精燈完全燃燒的裝置,以及利用實驗室裡簡單的器具所組合而成有趣的『打火機噴燈』,而且可以利用人工吹氣調整火力大小,非常好玩的完全燃燒的應用。還有吹不熄的蠟燭之逆向思考,成功的研發出另一種市面上所沒有的整人玩具-『點不燃的蠟燭』,這種蠟燭燭芯經過處理後,有氫氧化鋁、碳酸氫鈉…等沉澱在燭芯上,所以就會點不燃。但經過簡單的水洗或酸洗後,將沉澱在燭芯上的鹽類清洗掉,就可以恢復燃燒,如此一來就可以運用來整同學了,哈?哈?哈?酷啊!!

追蹤電場的色素--平面介質中食用色素的運動研究

這是我們第三年研究食用色素的電泳,這個實驗技術是在“自然科學博物館”出版的“花的前世今生”的通俗刊物中學到的。實驗設置很像國小自然課教的“電池和燈泡的電路”;我們用幾顆電池、以果凍為介質,研究食用色素在果凍中受電力影響而運動的情形。過去,我們研究的是色素在兩個電極間、沿著一個方向的運動;今年我們想到:如果介質是個平面、可以在各方向運動,色素會怎樣運動呢?實驗顯示:色素會跑向電極的尖角部位。老師告訴我們:在電極的尖角附近,電場較強、電力較大。因此我們的研究發現:色素會追蹤電場較強的方向,把電力線描繪出來,而且電力線會垂直電極表面。我們還發現:在空心電極內部,色素不會運動,顯示在空心電極內部沒有電場。我們也做了一些實驗研究介質的電性。

由液生磁~探討電解質溶液中磁場的變化

一般人總認為磁場的產生是由於電子移動而產生,因此認為只有在電器用品附近才會產生磁場,而忽略的事實上電池也可經由電解質溶液而傳導。因此本實驗在探討電解質溶液中離子的游動是否也可以產生磁場,而由離子產生的磁場是否也會跟電子移動時產生的磁場一樣符合安培定律,結果發現電解質溶液也符合此定律,但電解質所產生的磁場其所受的影響因素還包括濃度、液體中有雜質等因素,而且產生之磁場會慢慢消失;跟由電子所引起之磁場不同。

人不知我、我獨知人~空手道對打時反應時間的探討

本研究使用兩台普通攝影機,加上電腦影像處理軟體繪聲繪影和After Effects、文書軟體Excel、免費運動軌跡追蹤軟體Tracker,成功收集到空手道社團中,15名國中學生及1名教練對打時攻擊動作的相關運動數據。接著製作情境模擬影片,測量空手道社團國中生15名、非空手道社團國中生15名的反應時間進行探討。實驗中發現,可以經由平日的空手道訓練課程、模擬情境影片的加強訓練、以臉部為凝視的重點位置等方法,縮短對打時防衛的反應時間;攻擊時則要強化速度、減少上下方向晃動,才能讓對手來不及反應。本研究可提供給一般學校及運動社團做為參考,作為基本的運動動作分析及訓練輔助的方法。

「殼」以不要「酸」我嗎?不同pH值酸化海水與有殼動物外殼交互影響之研究

本研究探討在不同pH值酸化海水中,有殼動物外殼重量下降的情形;進一步研究不同種類的酸和溫度對外殼之影響;最後,針對外殼和酸化海水的交互影響作更深入的研究。實驗發現酸化海水pH值越低,對不同外殼影響亦有差異,其中以幾丁質成分為主的螃蟹(重量減少約2~4成)及蝦子(4~6成)較為嚴重。硫酸與鹽酸的酸化海水溶蝕外殼的速率差異並不明顯;高溫酸化海水(33℃)導致外殼溶解量增加,蝦子重量差異可達25%。在pH值4.0酸化海水下,螃蟹對酸化海水回升有最大的貢獻,在0~23天內能使pH值維持在6.0左右,其他三種外殼(珊瑚、文蛤、蝦子)在第四天後,pH值即降至6.0以下。最後,我們綜合評估四種外殼對海水pH值回升影響的大小為:螃蟹>蝦子>文蛤>珊瑚。

天龍八「步」— 利用足底壓力,製作偵測內八或外八姿勢的穿戴式裝置

已知內八及外八姿勢會影響健康,醫療上利用矯正鞋墊來改善,但大多半年追蹤一次,無法達到即時矯正的效果,因此引發我們的研究動機,我們利用足底壓力分佈的原理,製作能偵測站姿及走路是否內八或外八並具有即時提醒功能的穿戴式裝置,使用方法是當壓力超過設定的門檻值時,手機便會發出圖示及語音警告,我們還建立資料庫進行長期紀錄,期待能更精確地矯正姿勢。我們研發的第一代穿戴式裝置可即時偵測內八及外八的站姿,並在手機上發出圖示及警告,但是速度慢且無法長期追蹤記錄,因此我們進一步研發第二代穿戴式裝置,不只能精準地在站立及走路內外八時,手機發出圖示及語音警告,且速度更快,還可記錄以達到長期追蹤效果。

菇GO!背地一「站」

本實驗研究蕈菇如同植物具有「向地性」,蕈柄生長過程受到地心引力刺激會產生「背地一站」現象。我們利用柳松菇太空包以倒立方式發現蕈柄彎曲角度可超過150度,彎曲生長主要發生在距離蕈柄頂端20-30%處,因為近地側細胞生長相較遠地側大約有2倍長度的差異,和遠地側有較大的重力生長曲率,造成蕈柄得以發生背地彎曲;當完全切除蕈帽則無法表現「向地性」,我們推測蕈帽和蕈柄間的細胞似乎可以感應重力刺激,使蕈柄得以「背地一站」以利散播孢子。我們進一步自製離心器,以旋轉方式改變重力場強度,發現蕈菇子實體「向地性」表現強度產生改變,我們期待本實驗的重力向量對蕈菇發育的基礎研究可以應用於失重的外太空培植之可能價值用途。

水裡的容顏--奇妙的虎沙紋

利用水波槽與沉澱物模擬材質模擬潮間帶海底沙紋之存在,探究水面水波影響水波槽底 模擬材質的沉澱情形,發現起波器振幅越大、水深度越小水底紋路產生所需的時間越短,並 發現木屑與芝麻粉會受到水面駐波影響,沉澱會有集中在節線處的情形,而形成紋路。可推 論潮間帶的海底沙紋應與海浪有關。