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國中組

玻光粼璃

為研究出可自製的隔熱光學玻璃,我們測量了不同表面覆蓋物的單片玻璃,改變正、反,單、雙面等變因,以各種測輻射儀器找出隔熱最佳的非金屬反面隔熱紙,用其製作雙片玻璃(單層介質)。接著根據普物的多層板公式製造三片玻璃(雙層介質)之L1、L2等間距與不等距模組,發現以熱輻射角度而言,空氣才是最佳介質。實驗後另外計算「單位時間通過的熱量」(Pcond),再將數據套回公式,得出實驗誤差值。接下來製作介質為空氣的四片玻璃(三層介質),實驗後另外計算Sc值(遮蔽係數),並和上述各模組作Sc值比較,發現隔熱效果最好的模組是等距四片氣/氣/氣玻璃」。以普物熱輻射公式(Prad=σεAT4)來看,我們的模組有如下之等式Jin=Jout=Jcond+σεAT4(Pcond+輻射)。

走進『股股差』的漩渦中

『畢氏定理』,ㄧ個在國中數學裡幾乎每日必見的定理,原稱『畢達哥拉斯定理』、簡稱『畢氏定理』,文獻中亦有人稱『勾股定理』、『商高定理』,好多好多的名稱,但卻都掩飾不了『畢氏定理』在數學上的重要性,而關於此定理的討論與延伸出去的美,真的數都數不盡,如果這時候的你已被我們吸引了,不要猶豫,跟我們一起進入『畢氏』的世界裏吧!

光影捕手

研究的主題是製作極軸日晷。我們以太陽在天空中繞著極軸穩定運行的特性(地面觀察者的觀點),來設計日晷的晷面(時間刻度、日期刻度)。我們利用晷針高度、從晷面看太陽的仰角,配合三角函數,算出7點到17點,每半小時的時間線;再運用二十四節氣太陽的日中天仰角差算出赤緯,配合三角函數,算出日期線。我們進一步改良使日晷的使用時間擴展到二十四小時(台灣地區從5點至19點可使用), 並設計可調整傾斜角度的底座,使我們設計的極軸日晷可以帶到世界各地使用。最後,日晷測量出的太陽時需經過時間修正才能得到手錶的標準時,而且日晷晷針要對準正北方,日晷才能正確使用。透過半年的驗證,我們證明所製作出的極軸日晷具有實用性。

九點圓與尤拉球

我們使用GGB製作動態圖形觀察「九點圓」,並利用3D立體圖視功能將九點圓進而推廣至三維空間。首先,我們會先介紹何謂九點圓,並證明這些由三角形建構出的這特殊九點確實共圓。其次,我們將平面推廣至空間,同樣利用GGB的操作觀察在三維空間中九點圓形成的尤拉球,並且延伸至不同圖形尤拉球的探討;在研究過程中我們發現了【第七屆旺宏科學獎:空間中的九點圓與尤拉線】也有探討類似主題,但是我們採取不同觀點卻發現不同的結果,最後我們也用數學式證明了我們的發現,過程中我們證明四面體、八面體、十面體、十二面體中的尤拉球,並藉由觀察進一步推導出多面體與尤拉球的邊與點的關係式。

蛙蛙哇!台東縣大巴六九藥用植物園區蛙類生態與棲地特性之初探

為瞭解大巴六九藥用植物園區及附近的蛙種組成、時空變化與分布的棲地特性,我們自2015年10月至2016年12月期間,每季前往樣區進行調查約2~3次,研究採用「穿越帶鳴叫辨識法」和「目視遇測法」。研究共獲得119筆紀錄,包括:樹蛙科3種、蟾蜍科2種、狹口蛙科2種、赤蛙科2種及叉舌蛙科1種,共計10種。調查結果顯示,在總隻次和隻次比例上皆以拉都希氏赤蛙最多,為園區內的優勢蛙種。研究期間,因強烈颱風侵襲,導致園區水源中斷數天,造成池水下降,嚴重影響蛙類棲地,蛙類平均隻次因此下降。此外,不同蛙種對棲地的喜好也不一。本研究初步確認了園區蛙種的組成與生態概況,可運用在園區蛙類觀察、蛙類保育與環境教育。

「絲」相授「綬」-探討綬草與絲核菌共生的秘密

在校園中採集綬草(Spiranthes sinensis),發現綬草喜生長在陽光充足且潮濕的土壤上,密度達66株/平方公尺。綬草在每年4-5月開粉色花,花序逆時針旋轉、順時針旋轉、無旋轉各占51%、31%、18%。綬草種子在沒有絲核菌(Rhizoctonia sp.)的糖水中無法萌芽,且植株的根、葉會呈現生長停滯狀態;含有絲核菌的土質則對綬草的根、葉皆有促進生長的效果,40天的平均變化量分別為0.42cm及2.06cm。真菌菌絲可穿過綬草根部表皮、皮層,在皮層細胞質內形成黃褐色菌絲團並有菌絲互相連結。經實驗培養綬草根部發現真菌種類有:絲核菌屬、鏈格孢菌屬、彎孢菌屬、鐮孢菌屬、麴黴屬。並由根部組織進行DNA萃取,進行PCR複製並比對基因序列,證實在根部組織的共生真菌為絲核菌。綬草可利用根、莖進行無性生殖,且以莖為最佳,葉子無法進行無性生殖。

來自地下的「你」-台灣鼴鼠的生態行為研究

台灣鼴鼠(Mogera insularis insularis)為食蟲目鼴鼠科的台灣特有亞種哺乳類,以蚯蚓為主食,海拔2000公尺以下的山地、農田、沙洲都可發現牠的蹤跡。我們的研究主要對於台灣鼴鼠的生態行為進行研究,調查發現鼴鼠多在樹林邊緣、草皮及垂直的邊坡上活動,隧道在樹根或石頭等遮蔽物旁通常較密集,其隧道深度約2.5~8.5公分,隧道直徑為2.7~5.5公分,土丘高度則為約5.2~6.0公分。依據土壤中蚯蚓的密度、及蚯蚓的補充率,保守估計一隻鼴鼠生存所需的土地面積大約為23平方公尺。此外,我們利用攝影器材記錄了野生鼴鼠在地下的活動情形,並在隧道內記錄到11種無脊椎動物。透過地表隧道的標記和土壤硬度測量我們發現,在雨天時鼴鼠的活動較晴天時頻繁,推測和土壤較為鬆軟及蚯蚓活動有關。

pm2.5遠離我

利用靜電吸附原理製作靜電儀,計算不同材質塑膠摩擦產生的靜電力。自行裝設感測器,測量 PM2.5 濃度。結果發現:外科手術口罩如果沒有摩擦起電,沒有過濾 PM2.5 的效果;標示活性碳的口罩不一定能有效過濾 PM2.5,但是經過摩擦起電皆能提升過濾效果,最高可過濾 40%。不同種類金屬網通直流電有不同的過濾效果,但皆為電壓愈高過濾效果愈好。兩平行金屬網的距離愈近,層數愈多或表面愈粗糙,過濾效果愈好。快乾膠蒸氣附著在金屬網表面凝固後形成的微觀細毛或孔隙,在通電時能夠吸附更多的 PM2.5。

正n邊形上等弧交點所圍圖形之探討

一、本研究討論在正n邊形各邊上取等弧,其交點所形成圖形的各種情形,我發現搭配3個臨界角,可將所有可能情況分成7種情形來加以討論。 二、透過第一及第二臨界角所形成的六種情形,其新圖形的數量及出現規律不會因為邊數改變而受影響,且與原圖形面積的比例關係有關係式可求得。 三、當等弧的度數大於第三臨界角時,正n邊形內部會產生(n-2)層與原圖形相似的圖形,且這(n-2)層圖形的面積與原正n邊形的面積比例關係皆可透過解三角方程式求得,其中不同層的圖形面積會有旋轉固定角度的特性。

過定點平分三角形面積的探討

上學期,在學校的社團活動的課程中,我選擇了「數學研習社」;而在期末,指導老師要求我們每組繳交一份研究報告,研究報告的主題是---「過定點的直線如何平分三角形面積」。針對這個主題, 我們開始蒐集資料,並利用閒暇之餘展開研究,遇有問題,就隨時請教老師;以下內容,就是我們這組的研究過程與心得。