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國中組

河內塔問題

由EdouArd LuCAs 提出的「河內塔問題」:一平面上豎著A、B、C 三根木樁,其中的木樁A 由上而下套著由小而大的N 個相異的圓盤,如下圖: 假設我們想要將這幾個圓環由木樁A\r 搬到木樁C,而且搬動過程受到以下三項限制:一、一次只能搬動一個圓環。二、每次搬動都須由某根木樁搬到另一根木樁,圓環不能被暫時放到其他地方。三、對任何木樁上的任意兩個相疊的圓環而言,上面的圓環一定要比下面的圓環小。藉由這個基本的模型問題來推論出不同的變形問題,所以在下面的本文中介紹了四種推廣類型,而在推廣討論四的部分,由於時間的匆促,我們並沒有做出完整的推論,這是比較遺憾的部分,也希望藉此能引發更多的人對其餘不同的變形問題能做更深入的探討。

「層」次「分」明—濃度與色素吸附力關係之探討

本實驗藉由濾紙色層分析法,以水性黑色顏料為混合物,探討各種沖提液在不同濃度下對色素吸附力的影響,並得知鹽類是鑑別展開距離的關鍵溶質。我們也發現,以氯化鈉為沖提液,「低、中、高濃度」都有其各自的區間,並有不同斜率。斜率的改變,是由於正、負離子互相吸引程度不同,而導致靜電力的消長。只要找到濃度區間交界點並做分段,就可得到極佳的線性關係,並且可以應用於未知濃度的檢測。 最後我們發展出解釋模型,根據「水合離子」的性質、條件,可說明沖提液中的離子在本層析實驗中的關鍵作用;也能完整解釋離子種類、濃度、帶電量多寡所造成的影響。

凹凸多邊形 n 等分切割之研究

此篇研究主要探討凹凸多邊形的面積切割,許多人認為凹多邊形的切割是天方夜譚,但不論是凸多邊形,還是大家避而不談的凹多邊形面積切割,我們都能一般性作圖,甚至嘗試過周邊上一點切割多凹多邊形。此外,我們參照文獻中退化成三邊形的做法,發現其實退化成四邊形即可進行切割,如此一來,便大幅減少繁瑣的作圖步驟。其中,最令人興奮的是,我們成功利用尺規作圖做過外部一點將凹、凸四邊形 n 等分切割,甚至能以一次性作圖將其面積分成 m:n 的面積比例!

聲聲不息?探討各種變因對硫酸銅晶體的影響

一、晶種在試管內,距底部4cm為最佳的結晶位置,結晶後的量較多。二、不同樓層高度(50m之內)對結晶量的影響並不大。三、硫酸銅的結晶在自然狀態下,反應時間以兩天的結晶量最佳。四、不同聲音頻率下的環境,以300Hz的音頻,結晶量最多,1200Hz的音頻,結晶量最少,我們推論1200Hz為硫酸銅水溶液自然震動的頻率。五、300Hz的音頻環境下,反應時間為三天的效果最好。六、銅線共振頻率為600Hz,銅線共振的結晶量均較硫酸銅水溶液自然震動下的結晶量少。七、六字大明咒與打擊樂音樂型態,結晶量較佳,噪音對結晶量為最差。八、使用乙醇與水的雙溶劑對結晶量的影響比單溶劑效果好。九、酸鹼值對硫酸銅對結晶量有影響,但無規律性,加入濃硫酸,硫酸銅的結晶量特別明顯。

圖形中的奧妙─特徵矩形論

我最近和同學在玩益智遊戲時,突然發現棋盤上的格子,四個角落部是同色的,而在生活上我們經常也可以看到不同顏色的小正方形磁磚中有許多這種四個角落同色的大正方形。這樣的發現引起了我的好奇,因此展開我的研究之旅…。

外星訪客一流星塵

升上國三,多了地球科學這門科目,對於宇宙、天文現象尤感興趣,而在觀賞地球歷史的影片時,得知了流星塵的存在,由於好奇心的驅使,我們決定要著手於研究它的奧秘。

自力造屋

我們觀察海洋生物的甲殼構造,發現許多甲殼有許多空隙,進而研究這個問題。一個柱體的承載重量大小,由壓力等於重量除以表面積可得知,柱體透過製造空隙使得「縱面」能支撐較大的力量,「橫面」也因為表面積的擴大而可以支撐更多重量,也可以與重量向下壓所造成彎曲變形的的力量相抗衡;半徑加大,深度加長為擴大表面積。希望經過我們這一項研究,能將建材減少到最低,讓柱子承載更大的重量,讓小小的柱子創造奇蹟。

放電指數

在實驗課做鋅銅電池的實驗時,我們發現所得的電流十分小,於是引起我們研究如何提高鋅銅電池的電流的興趣。

小車位大學問

首先,我們上網找尋相關資料以及必備知識。如:汽車規格、阿克曼原理。其次,我們查出一些公用停車格大小及規劃方式,並利用所得資料,適當取值,作為初始值。接著考慮以最小迴轉半徑,一次轉彎,利用 GSP 繪圖程式及計算機求出各種類型停車格所需的最小車道寬。最後,以研究出的相關資料得出停車位規劃圖各種可能的計算式,利用 Visual Basic 6.0 寫出程式得出初步停車位規劃圖。

倒地鈴

倒地鈴,一至二年生的植物,無患子科。那鼓鼓的苞子,裡面所含的氣體成分,更是令我們十分好奇,所以我們開始研究。先從播種開始,經過我們一再的實驗,發現:將種皮磨破的方式最能使它加速發芽。而苞內氣體成分的實驗,則是參考理化課本來進行,如下實驗:一、點燃線香測量氧氣,二、利用澄清石灰水測量二氧化碳,三、利用溴的四氯化碳溶液測量乙烯,結果以上 3 個實驗都無明顯的反應。最後,我們大膽地推測苞內氣體是為空氣,所以做了鋼絲絨氧化實驗,結果:苞內氣體和空氣反應幾乎相同。我們使用顯微鏡及在苞子表面上塗上凡士林,分為部分塗、全部塗,結果全部塗的苞子幾天後便壞死,但部分塗的苞子還能繼續生長,並觀察它的結構及氣體如何進入苞內。發現苞子的結構外而內大概是網狀組織→表皮及保衛細胞→ 網狀組織,結構很緻密,而氣體可能由苞子的表面進入苞內,所以苞內的氣體可能為空氣,空氣逐漸進入苞內,使苞子逐漸撐大,成了現在的樣子。