全國中小學科展

國中組

幻影殺手─電腦病毒

隨著科技的進步,資訊的發達,電腦這一種新時代的產物,漸漸地這新時代的新寵兒,雖然電腦的速度快,功能強,但是對於外來的入侵者──「病毒」( Virus),卻沒有半點的防衛能力,不禁令人驚奇,到底這小小的病毒如何侵入、繁殖、和進行可怕的破壞行動?

「金」螺想窈窕,「多」切要合度

本研究旨在探討: (一)藉由黃金切割的基本原則推廣至黃金多邊形,並求出其螺線方程式。 (二)透過產出極點的方式作出黃金多邊形中α任意值的黃金螺線,並推導出黃金螺線方程式r=aebθ中的係數b與α的關係式。 (三)由矩形的切割點特殊情形,延伸探討黃金多邊形特殊情形時的α值,並將這些角度與αn最小臨界值作分析,找出這些特殊α的規則與αn區間規律。

奇妙的耳朵

我們以人類最常聽到的 250Hz~8000Hz 來測試耳殼的細微構造對收音的影響,並加以校正,再分別用去 A(外耳輪)、去 B(逆耳輪)、填 C(凹陷)、去 D(耳屏)、去 E(耳珠)的耳殼來測試,收集資料並建立完整的比較圖表,且在分析整理資料時發現耳朵有分工合作及各部位有選擇特有的聲頻放大或縮小的功能。本實驗的結果對我們的生活有很大的幫助,例如可利用這個特性來研發產品幫助聽障朋友,而另一項可能的應用則是應用我們的發現依照當代的動物及古代的生物耳殼的構造去闡試其所處的生態環境,對其生活使能有進一步的認識。

生物圈101 號—無動力掌中缸之研究

本研究主要目的在於建立一個長久穩定的小型水族生態系(掌中缸),由於掌中缸內並沒有過濾與加溫系統,比一般水族箱生態系更為脆弱,所以我們特別針對水質、水草、光線、換水、缸中生物、藻類等問題進行研究。實驗過程有以下幾點重要心得與發現:日曬法為最省錢與最快速去除自來水中氯氣的方法;新建立魚缸內的必須要40天以上才能建立起一個完整的生物分解系統,而且消除亞硝酸所耗的時間遠高於消除氨所耗的時間,但系統內的硝化細菌仍然無法有效去除水中的硝酸鹽類,所以必須仰賴換水稀釋與種植水草吸收;含有電氣石成分的奈米陶瓷粒比生化陶瓷與水草砂更能附著硝化細菌;水蘊草、金魚草此類成長快速的優勢水草,光合作用最為激烈,能有效降低NO2 、NO3-濃度與增加DO值,更能抑制藻類蔓延,且種植面積越大,效果越好,但其缺點是吸收過多水中的CO2,造成PH值上升,KH大幅下降,形成生物脫鈣作用 ( Biogenic decalcification ) ;照射太陽光雖然對水草生長有極大幫助,但易造成藻類蔓延與黑殼蝦死亡,因此每日斜射4小時最佳;最佳的換水方式為每週換水1/3;本實驗也針對數種水中生物進行耗氧量、對氨與溫差變化耐受力測試,找出最適合生存在掌中缸的生物;生物除藻為掌中缸最佳的除藻方式。在累積許多實驗心得與結果後,本實驗也針對密閉的生態球與加入自製二氧化碳系統進行探討與研究。

圓與規-塗色終極版

以下這個組織圖,可以說明我們研究的始末。剛開始時我們注意到戲說數學中的18塗球遊戲,之後又在18塗球遊戲的遊戲規則後面看到十字型磁磚這個遊戲。因此我們的研究內容主要為:一、18塗球遊戲、17塗球遊戲;二、9×9十字型磁磚、8×8十字型磁磚、9×9一格遊戲、8×8一格遊戲

泥壺内的秘辛〜赭腰圓領蜾蠃和黃胸錐腹蜾蠃生存策略探討

校園內有許多泥巢,調查研究後發現多數為赭腰圓領蜾蠃所築的土條狀泥巢和少數黃胸椎腹蜾臝所築的壺狀泥巢。統計428個泥巢後發現39%泥巢為2~3列、建築在轉角粗糙的窗框牆壁,面南花圃居多。本研究比較兩種泥壺蜂的型態構造、生活史及其築巢行為。人造環境可飼養和觀察泥壺蜂,但在飼養環境中不會有築巢和獵捕行為。兩種雌蜂均會築巢、產卵、捕獵並置入幼蟲食物後封口,但赭腰圓領蜾蠃體型小、幼蟲食量小、發育期長、壽命短,泥巢空間小但上下兩層設計讓雌蜂入泥巢休憩和護卵及幼蟲;黃胸錐腹蜾蠃體型大、幼蟲食量大、泥巢空間充裕但雌蜂封口後離巢不進巢內。幼蟲發育成功率偏低,發育成功率不同,兩種泥壺蜂以不同的生存策略來護卵育幼和防範天敵。

看他或她往哪裏跑

報紙上轉載美國新聞與世界報導,其中詳述美國專家列舉許多數據,認為電氣化帶來致癌威脅,推測是導線中有電流通過時,產生之磁場所惹的禍,理化課中,我們學到:通電導線在磁場中會受力而移動,其受力的方向可用右手開掌定則來比,陰極射線(電子)在磁場中受力的情形也是這樣(如圖一)。我們想生物體內有很多離子,會不會是因為離子受磁場作用偏移而對生物產生不良的影響?所以我們想研究在磁場中運動的陽離子及陰離子的偏移情形。

探究『本原畢氏三元數組、直角△內切圓半徑及多角數』之關聯與延伸

此作品研究「本原畢氏三元數組與直角△內切圓半徑為自然數所對應三邊長亦自然數,及多角數三者之間的關係。我們先由本原畢氏三元數組經由推導過程,找出本原畢氏三元數組(a,b,c)中的生成元m、n與直角△內切圓半徑r之彼此關聯性;其次,藉由生成元m、n與多角數之通式導出彼此連結性;給定任意的直角△內切圓半徑,其中三邊長為本原畢氏三元數組,其生成元為m、n,則可找到第y個k角數等於b∕4,反之亦成立,所以三者彼此關係都與生成元m、n息息相關。另外,我們發現多角數與多角數間之關聯和雙曲線有關,利用線性變換之矩陣解以坐標表示,並從遞迴關係式再找下一組解。」再由觀察這些解的規律性,延伸探討雙曲線上的格子點問題。

Mr.”嘎抓”~探討三種蟑螂各種生態習性及環保防治方法研究之可行性

本研究旨在探討美洲蟑螂、櫻桃紅蟑及杜比亞蟑螂的嗅視覺及環保防治方法。研究結果顯示,三種蟑螂皆有負趨光性,對紅光的趨向行為較強。美洲和杜比亞蟑螂對甜味、鹹味有正趨向行為,櫻桃紅蟑對各種味道有明顯負趨向行為;美洲蟑螂對多醣類有明顯正趨向行為,杜比亞蟑螂對雙醣類較不明顯正趨向行為,櫻桃紅蟑對各類養分氣味無明顯正趨向行為。 環保防治方面,橘子外果皮製成毒餌致死率達66.7%,致死天數最短。新鮮香茅忌避性最佳,九層塔持續性強,乾燥後香草忌避性普遍降低。木醋液、椰子油起泡劑、苦楝油、菸草粉所製噴劑致死效果較佳。澳洲茶樹枝粉末煙燻致死效果最佳。 廢棄物處理部份,杜比亞蟑螂臆會取食不織布、泡棉和PE塑膠袋等廢棄物而存活。

通風球發電機之效能最佳化分析

二年前學長姐突發奇想把廢棄吊扇和鐵皮屋頂上的通風球(排熱風扇)結合,製作出一個風力發電機。所產生的電能足夠讓30顆LED燈發亮,接上手機充電器也可順利充電。 吊扇發電機轉動時的波形分析,若沒有穩定的轉動速率,就不可能會有穩定的感應電壓波形,數據量測就不準確。而我們的通風球風力發電機正好解決了這個最大困難。 我們的通風球發電機,因為16組線圈結構是固定的,所以改變不同的磁鐵組合,根據不同實驗設計所得的波形輸出,得到了一些具教學意義的結論。 未來期盼有更佳品質的磁鐵材料,來強化通風球的效能輸出。目前正進行著通風球串並聯及線圈組件串並聯的實驗,也積極尋找結構更大的廢棄吊扇,來最佳化通風球的效能。