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國中組

中國2699年前的電腦---周易與二進法

我們在相命先生那裹看到「八卦」和「六十四卦」的圖形。這些圖形設計之巧妙,富有的規則性,使我們喜歡它,激發我們去研究「八卦」和「六十四」的符號數理。

從天秤 — 布拉萬看藤原效應與怪颱的關係

西北太平洋颱風形成後,影響其路徑的因素包括:太平洋副熱帶高壓的外圍環流、鋒面系統、其他熱帶低壓、高空西風氣流的位置、及陸地高山地形等。其中,與其他熱帶低壓之間的交互作用會產生「藤原效應」,往往導致颱風移動方向及速度的改變,其移動路徑也經常變化莫測、飄忽不定,令颱風預報人員傷神,令政府大小官員緊張莫名,也令防颱、救難人員繃緊神經,百姓更是盯著電視、電腦,關心颱風動態、關心災情、關心菜價、關心是否停班停課?首先我們以簡單的實驗模擬並了解何謂「藤原效應」,再針對天秤和布拉萬颱風的相關氣象資料,分析兩者間是否發生藤原效應,及此效應對天秤、布拉萬颱風造成的影響。進而比對歷史上一些有名的怪颱,了解其之所以稱為怪颱是否都和藤原效應有關?

全球暖化鑑識員

全球暖化是近年來大家關注的環境議題,而燃燒化石燃料使大氣中二氧化碳濃度遽增,則被認為是全球暖化的元兇。我們想知道全球暖化〔註1〕對台灣的氣候影響有多大?以及除了二氧化碳增量外,是否有其他因素可能導致全球暖化?我們先蒐集台灣主要城市近四十年來的氣溫資料,比較近四十年台灣氣溫是否有明顯增溫現象。接著我們設計五個實驗來探討可能影響地表氣溫變化的因素。我們發現台灣近四十年的年均溫並沒有明顯上升,不過每年的最高溫及最低溫卻有顯著的變化。而陽光照射角度、地軸偏向角〔註2〕的變化、空氣中水氣、二氧化碳及其它溫室氣體〔註3〕的含量,皆可能影響地表溫度。

從n維平行體到線形映射的脹縮率

線段可以作為度量線上一切長度之基礎。平行四邊形可以作為度量平面上一切面積之基礎。平行六面體可以作為度量三度空間中一切體積之基礎。

螻蛄

有一天,我跟爸爸到菜園澆水,啊呀!不好了,靠近田埂的一片菠菜怎麼顯得凋萎?還有啃斷的是不是被菜蟲吃了呢?但很奇怪,我卻找不到蟲,爸爸看了一下,漫不經心的說:「又是螻蛄…… 」。 科學研習的時間,我請教了老師,他告訴我們說:「「螻蛄 」 是一種很奇特的昆蟲,白天牠躲在土中,晚上才出來為害農作物 ……… 。 』 大家聽來很有趣,於是和老師商量,今年的研習專題以「螻蛄 」為題目,經大家同意,既展開這次的研習活動。

花生米的能量到底有多少?

熱量是能量的一種,國中生物課中教我們用燃燒法測定食物的能量。當我們做生物課本的實驗 3 - 1 時,各組燃燒花生所得的能量均為 1 ~ 2 仟卡克左右,而我們知道脂質能量為 9 仟卡克,蛋白質為 4 仟卡克,資料上顯示花生米含有 45 %~ 50 %的油脂及 25 %左右的蛋白質,佔算花生米的能量至少有 5 仟卡克,老師說花生米的能量為 5 . 59 仟卡克。 為什麼按照課本的步驟操作所得的能量會這麼低呢?我們懷疑課本中的測定方法不夠精密,使一部分熱量散失。因此我們想將測定方法稍作改良,使正確的花生米能量計算出來。

藍瓶真好“酵”—亞甲藍對酵母菌呼吸作用之探討

「藍瓶」實驗是利用還原糖加入氫氧化鈉、亞甲藍溶液,使之發生藍色的亞甲藍變成無色的亞甲藍的氧化還原反應。本實驗以葡萄糖、果糖、半乳糖等還原劑,將藍色的亞甲藍還原為無色的亞甲藍,並利用分光光度計測量反應中亞甲藍的透光度,以其數值判斷反應時間,再以分光光度計測量固定時間內藍色亞甲藍的變化量(反應速率),藉此探討不同種類的糖類、不同濃度的糖類和不同濃度的酸鹼影響其反應速率的程度。因酵母菌呼吸作用為氧化反應,實驗中也發現,呼吸作用的速率和亞甲藍的變色有相關,因此可利用亞甲藍的變色測定呼吸作用的速率。最後以澄清石灰水、二鉻酸鉀和硫酸測得酵母菌在此狀況下是進行呼吸作用而非發酵作用。

神奇的金紙灰

本實驗主要是探討如何製作有效的防火塗料,使其達到環保又省錢的利用。 我們利用拜拜後燃燒剩下的金紙灰燼,來當作防火塗料的主材料並使用不同的黏著劑〈例如:膠水和白膠〉與金紙灰燼混合,塗在實驗用的冰棒棍上。經由設計九組不同的實驗,我們發現到純粹的冰棒棍在酒精燈上燃燒,平均約8秒即起火燃燒;若在冰棒棍表面塗上金紙灰燼加上各種不同的黏著劑所製成之防火塗料,其起火燃燒的時間均有明顯的延後。實驗結果也顯示不同的先後順序之塗料塗抹製程,其防火效果,也會有明顯的差異。 我們為求能獲得更佳的防火塗料,選用學校實驗室中的碳酸鈣及碳酸氫鈉藥品作為第二主材料,將藥品混合金紙灰燼與黏著劑作為防火塗料,使用碳酸鈣藥品的實驗結果顯示防火功效並不如膠水加上金紙灰燼來得好;而且意外發現使用碳酸氫鈉藥品加上膠水混合,產生縮合之化學反應,其產物有如一團橡皮筋球,無法作為塗料使用。 這次的實驗讓我們知道,像金紙灰燼這麼平凡無奇的東西,竟然也能發揮這麼令人意想不到的功效,實在奇絕!

正多邊形的中心與各邊間向量的關係

愛美乃人之天性,當我們看到正24邊形的各邊與對角線所交織成的幾何圖形,其”外在美”深深吸引著我們,故進一步想探求其”內在美”。在高二唸完向量與複數後,我們利用兩者的幾何性質及三角公式,推想出正多邊形的中心與各邊間向量的關係,因而發現本文中的一些性質。

颱風與水的漩渦

去年七月二十五日“賽浴瑪”颱風在高雄登陸,一星期後“薇拉”颱風在基隆登陸,使木省南北兩區,遭到了慘重的災害。據報導,“賽洛瑪” 颱風中心,挾雷霆萬鈞之勢通過高雄時,風力最大 16 級( 10 級就能把樹連根拔起),吹襲兩小時,使當地面目全非;塌屋兩萬,沉船 18 艘,高壓輸電鐵塔倒塌 60 多座,電桿折斜七千多支,並吹毀數頁公噸重的貨櫃吊桿起重機等。當時的狀況是:八時三十分前未能感覺颱風的來襲,至八時五十分左右沿海地區,忽然被籠罩在狂颱下,九時止,市區的大樓鷹架幾乎同時被吹掉,呼嘯之聲不絕於耳,九時三分市郊的輸電鐵塔的使後繼倒塌,九時二十分,風力稍息,十五分鐘後,再度肆虐,而捲入狂風暴雨,使天地失色,人車斷絕,把百萬市民帶進白天無水,夜晚無燈之世界。嘉義地區也遭了洪水的災害。台潤每年幾乎都遭颱風的襲擊,而我們對她的知識不多,尤其是威力最大的中心附近旋渦等等。