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國中組

你知我知天干地支~農民曆年

因為南投縣是淳樸、有人情味的縣市。大多縣民都以生產農作物為主。所以農民曆是許多人必備的字典。想探討中國古代如何紀年?並解決歷史課的年份問題。希望運用所學的正負數、絕對值、倍數與因數關係及一元一次式等觀念,並試圖找出一套規則來轉換年份的方式。

四格六邊形的棋盤覆蓋

象棋和國際象棋都是由正方格所組成的棋盤,而棋盤覆蓋的研究也大多以正方形為主,那是不是只有正方形才可以當成棋盤的基本圖形呢?事實上,如果只採用一種圖形,那正三角形、正方形、正六邊形都可以舖滿平面,而達爾文稱讚蜂巢為「在已知的僅憑本能的建構中是最令人驚奇的成就」,各蜂窩的六個側面緊連其他六個蜂窩,這是自然界中所能找到最節省空間及建材的建築設計。本篇研究主要是利用實際操作的過程中來找尋四格六邊形覆蓋平行四邊形、三角形、六邊形,再將發現的結果做歸納分析並深入探討,找出其規則。

利用雙雷射精密測定準靜物的極微小變位

準靜物如橋樑、火山,由於平常不輕易移動,只有在特殊情況下(如洪水、地震)時,才會發生位移的現象。因此,其微小變位如何測量,一向是科學界較少探討的題目。於是,先由光學槓桿原理著手,經過一番思考、探討,決定採用雷射光作為光源,並作了第一個實驗--找生活中具極微小變位的東西,如轉動中的電扇、引擎發動的摩托車、被搖動的樹木等,先測試其放大效果。接著就試圖用控制變因的方法,找出平面鏡旋轉角度和光點平移量的放大關係和公式。至於物體微小的平移量之測量,則是利用柱面鏡作為反射,來探討反射點的位移與本來的平移量之放大關係。然而,柱面鏡的反射光點成像並不理想,於是用一種特製的塑膠集光鏡,又稱Fresnel Lens,將光點集中以利觀測,並且找出準靜物之微小平移量及反射光點的位移量的函數圖形。最後,嘗試建立一套光學槓桿式的「橋梁預警系統」。

拈系列數學遊戲的研究 

我們整理了拈的最基本問題。並對拈的變形問題「k倍拈」(有n顆子,n>1,A、B輪流拈子,A先,A首次不可全拈,之後兩人每次拈最多為對手前次拈的k倍,拈最後一子勝),得到了完全解答,令a1=2,a2=3,…,ak=k+1,且(對於n>k,令an=an-1+am(k,n),其中am(k,n)是a1,a2,…an-1中最小的滿足≥[an-1/k]的項,此處[x]是x的天花板函數,亦即,不小於x的最小整數),則當開始時的全部子數為a1,a2,…an中的任何一項時,後拈者有必勝策略,否則先拈者有必勝策略。特別地,當k=2,3,4,5時,的遞迴式相當簡單。

捕「蜂」捉「癭」~探討一種未知寄生蜂的生態及對檬果壯鋏普癭蚋寄生模式

校園芒果葉自2014年被檬果壯鋏普癭蚋寄生,癭蚋形成的癭室內發現寄生蜂存在,經熱帶園藝試驗所轉送鑑定為膜翅目釉小蜂科,Aprostocetus sp.,目前無文獻描述生態。寄生蜂卵及幼蟲期約18~20天,蛹期8~10天,成蟲8~10天。成蟲雌性(1.53± 0.13mm)較雄性(1.15± 0.11mm)大,雌蟲具紅棕色產卵管。秋冬時,蟲體腹背有單一條紋,雌雄位置不同;夏季時,田野及溫控實驗顯示高溫會提升寄生蜂多條紋比例。田間寄生蜂雌雄比為0.7:1,會行孤雌生殖。寄生蜂在癭蚋2及3期癭室時寄生,由葉背產卵至癭室內,外寄生且為單一寄生。被寄生癭室停止增厚且外型變大,雌雄蟲羽化通道大小不同且位置不固定。人工放蜂能減少30.93%癭蚋成蟲,為自然寄生之抑制率的1.5倍,具有生物防治潛力。

液鏡-利用液體旋轉製作可變焦透鏡

我們藉由液體在旋轉的透明載具內會產生一中心向下凹陷的形狀,去製作一可變透鏡效果。完成後開始量測角速率,探討在旋轉時曲面曲率半徑;接著改變轉速時,角速率的不同,使的漩渦弧度也因轉速增加跟著變大,並算出轉速與弧度的對應關係。 為了要了解旋轉透鏡效益為何,我們利用物理課本中所學幾何光學,將已知條件代入,並利用電腦分析曲率半徑,得到透鏡與放大倍率的對應關係。 最後發現且隨著角速率越大,燒杯內液體面中心凹陷處曲率半徑會越來越小;且當轉速越快時,利用高斯成像公式所計算得到的結果與真實量測得到的結果較為接近,其液體形狀也應較接近一般透鏡形狀。

好「蝦」好「辣」好乾淨 -辣木籽與甲殼素淨水效應探討

「高分子蛋白」因無毒已慢慢取代化學混凝劑成為淨水材料新趨勢。本實驗探討辣木籽與甲殼素淨水效應探並找出最佳條件。結果:①泥水原水濁度去除率% :活性碳)(82.7% )> 甲殼素(82.3%)> 炭化辣木籽(66.3%)> 辣木籽(62.8%)>多元氯化鋁(61.3%)>明礬(40.9%) ②藍色染料色度去除率>80%。③最佳比例:活性炭粉:炭化辣木籽粉:辣木籽粉:甲殼素粉: =2: 2: 1: 1④.最佳pH範圍6~7.5,pH6.5濁度去除率97.5%、色度去除率93.1%。⑤Freundlich等溫吸附模式,顯示最佳最佳比例混凝劑吸附容量大,屬有利性吸附。⑥最佳最佳比例混凝劑銅離子飽和吸附當量qe=809.0(mg/g)。展望未來:為了永續生存,「高分子蛋白」混凝劑應繼續開發研究,讓它能推廣使用,使台灣以環保著稱,成為名符其實的福爾摩沙。

”啡””寧”不可!---咖啡產地、烘焙與沖泡的手法對咖啡因與單寧酸的影響

泡咖啡是一個值得深入研究且很難找得到正確答案的,想要了解咖啡,就要從咖啡的產地,甚至自己烘焙咖啡著手。 產地環境判斷: 1、六種咖啡豆產地中,降雨量高、溫度低、日夜溫差大,所產生的咖啡因越多,觀察與咖啡豆成熟度有關。 2、非火山土壤的咖啡因與單寧酸都較少,推測與土壤中礦物質多寡有關。 3、咖啡豆水洗比日曬的咖啡因較多,推測與高溫曝曬有關。 成分物性與化性判斷 : 1、烘焙程度越深,咖啡因含量越高,但烘焙溫度超過240℃時,其咖啡因卻下降。單寧酸大部分在一爆結束後烘焙越深越少,衣索匹亞則在一到二爆間才開始下降。 2、沖泡溫度越高,所產生的咖啡因與單寧酸也越高。 3、研磨越細,咖啡因與單寧酸也會越高。

校園榕葉捲葉內的秘辛~榕管薊馬族群與共棲生物研究

為了瞭解榕管薊馬使榕葉捲曲的機制,在夏、冬季採集造癭葉進行捲葉分析與觀察,也針對榕管薊馬的棲息偏好、共棲物種與捕食性天敵進行調查,結果發現榕管薊馬選擇向光面的前段枝葉吸食與造瘿,造癭初期薊馬只會駐足和吸食,中期則交配產卵,後期孵化的幼蟲會在葉片內成長、蛻化成成蟲,此時,葉片出現紅斑(正榕)或黃斑(垂榕);3~5cm大小葉片具有最大負荷量。根據調查與顯微觀察發現垂榕最適合榕管薊馬造癭,夏季與冬季的族群組成有差異。當榕管薊馬繁殖時除了吸引異性,也引來三叉小黑花椿象入侵,校園調查發現三叉小黑花椿象成蟲具有韋斯曼氏擬態,外型與榕管薊馬極為相似,當共棲率超過10%時,可大幅降低榕管薊馬的存活率,達到生物防治的效果。

色變~藍靛粉的山水風情畫

傳統的藍染,染一塊深藍的布,有時要反覆染個二、三十次才行,而每一次的洗滌,都是藍水對環境的污染! 我們以便宜的零件及回收的手機變壓器插頭,成功的製造出第三代簡易吸光儀,其中六段電源供應器以不同電壓驅動光敏電阻感光後的電壓變化,線性趨勢線的相關係數R2值可達0.99,而配製藍染溶液的色階檢量線,辨色的相關係數也可達0.9以上,因此,可以輕易的分辨藍染後的廢液濃度,回收再利用。 同時,我們企圖以水果皮內膜取代保險粉(連二亞硫酸鈉)的臭味及毒性,也意外的發現,減少藍染洗滌廢水及減少藍染次數的簡單方法-回歸加酸定色,可讓染料溶解度變小而定色於染布上。