全國中小學科展

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國中組

飛機草上的寶石---花金龜生態之初探

本研究以本鄉常見的日行性甲蟲:東方白點花金龜(Protaetia orientalis)及藍艷白點花金龜(Protaetia inquinata)為研究對象。兩者成蟲外型、習性和棲息地點皆很相似,容易造成混淆。東方白點花金龜的數量較佔優勢,而藍艷白點花金龜的體色具有較高的多樣性。兩者有種間交配的行為,但不能確定能否繁衍下一代。在本鄉,外來種的昭和草和翼莖擴苞菊是成蟲重要的食物來源。成蟲為日行性,有趨光性。野生幼蟲以腐植土為食,但也可以用甘薯塊根和麥片飼養。兩種幼蟲皆以背部爬行,其朝上伸開的足可能扮演感覺器的角色。儘管不用足爬行,幼蟲仍有攀越垂直障礙物的能力。

鉤盲蛇(Ramphotyphlops braminus)行為探奇

我們抓到鉤盲蛇後(R. braminus),我們開始對這種小生物產生好奇,所以先後做出鉤盲蛇(R. braminus)對周圍環境的熱源、光源、溼度、壓迫感、食性及生殖等實驗,我們也模擬出鉤盲蛇(R. braminus)的生活環境。而藉著這次的實驗,我們得到了,鉤盲蛇(R. braminus)喜好生活在濕度高、壓力大、陰暗、富含腐殖土、落葉、枯木等可隱身的地方,且在進行隔光、隔熱、驅敵、壓迫力等實驗時實,探討出鉤盲蛇(R. braminus)為負趨光性、正趨溫性;會以尾部尖端刺擊敵人,並排出排泄物藉以驅敵;在吃白蟻時,牠們會先將獵物纏死或壓死,再將白蟻捲入口內加以吞食;且鉤盲蛇(R. braminus)的泄殖腔與其他雌蛇的泄殖腔大小較相似,證明了鉤盲蛇(R. braminus)為孤雌生殖。。

『金來瘋』-金屬廢液利用電解法提高回收效率與節能大小的探討-

本研究在電解槽中額外放入中央碳片進行硫酸銅水溶液電解,發現文獻中沒有探究到的自發性感應電極現象,且可提高金屬的回收量高達對照組的五倍(耗能僅需對照組的14%),其主要發現如下:(1)中央碳片會出現自發性感應電極(偽正極和偽負極);偽正極產生氧氣、偽負極則會析出金屬銅。(2)若改變中央碳片的排列方式,會影響銅金屬總體析出量。以平行排列的析出效果優於垂直排列。(3)試圖建立中央碳片之串聯與並聯的理論類比,可初步成功解釋析出量與效率的差異。(4)若電解槽中央擺置碳片,最高可讓每克銅析出的能量降至原來的14%(同樣耗能下,析出量最高可提高五倍),建議可應用到金屬廢水的回收設計上,達到低耗能高回收的效果。

碘液的顏色為何消失了?(續)

加入校內科學研習社後,和學長們討論去年參加全國科展的內容─關於第一部分碘液和葡萄糖的氧化還原,顏色消失已充分明瞭。但有關於第二部分碘─澱粉藍色複合物受熱顏色消失,冷卻可恢復的問題,大家仍有許多疑問,評審教授以認為她們以T3-→T -來討論顏色消失有誤。我們深信,只要先有不同假設,再改變各種控制變因或操縱變因,一定可探討碘─澱粉呈色反應之癥結所在,同時我們改以定量方法,再加以研究。

翹首振翼-再次得力

傳統的薄翼迷你偵察機為了兼顧質量輕及升力大,因此薄型機翼都使用低展弦比機翼,但此偵察機因旋轉力矩小,飛行時不穩定。第一代的風洞,我們改良出了小面積、高展弦比且升力大的機翼,雖升阻比逼近但升力仍無法超越原先偵察機,因此進行第二代改良。第二代採改良式的風洞,獲得更穩定氣流,改良式測試架,可測出拍動式單組及雙組機翼。骨架及形狀對於升、阻力有很大影響,漸縮比0.5的機翼有較好的升、阻力。由測試中發現上反角變大,雖升力下降,但阻力也大幅減小。然後加入振動機翼,並使用兩副機翼,結果升力大幅提昇,且遠遠超越第一代機翼,若改良成雙翅振動的偵察機,將擁有更卓越的機密性,對於軍事的搜索或人質的救援,必定有更佳的效果。

與牡蠣的蟹逅~豆蟹與牡蠣寄生關係之探討

豆蟹被發現共生於牡蠣內,但其關係的建立仍不清楚。本研究藉觀察牡蠣與豆蟹個別與共同生活探究它們的相互關係。結果發現雌雄牡蠣外觀型態差異甚小,但精卵外型與大小卻明顯不同。進行人工受精時增加洗卵次數可提高孵化率,也觀察到卵裂、擔輪子幼體和D型幼體等變化。對豆蟹的觀察顯示雄豆蟹體型小,常躲入雌蟹腹部中。抱卵雌蟹以腹部開合產生水流排放蚤狀幼體,幼體具正趨光性。將牡蠣與豆蟹一起飼養觀察兩者互動,發現豆蟹成體無法進入牡蠣。經調查發現牡蠣被豆蟹寄生率約10~12%,被寄生的牡蠣以1-2隻豆蟹居多,若寄生2隻豆蟹多為1雄1雌,比較被寄生與否的牡蠣之殼長和組織乾重,推測0.32~0.39cm的稚蟹選擇進入殼長3公分以上的牡蠣是寄生開始的可能時機。

知「朱」網, 扶桑花訊-探討朱槿的花開花閉

這個研究主要在探討朱槿花開與花閉的力量,從何而來?如何控制?從實驗中發現:離開母株的花苞,其開花幅度與重量,和留在母株上的花苞相較並無差異。由花的解剖及養分分析得知:花瓣與蕊柱,從花苞開放後便不再需要母株供應。動作的機制則由花瓣及蕊柱控制;花瓣的基部和中央比邊緣厚,當呼吸作用產生水,水分因分布不一,會產生不同的支撐力與張力,造成花開和花閉。屋瓦狀排列的花瓣,力量會彼此牽制,延遲花開花閉的時間;特化的蕊柱能儲存水分,可加速花開但延遲花閉。減緩花閉的速度有利於增加傳粉者來訪的機會,而花閉所形成的空間能保水,防止子房壁乾裂,使胚珠順利發育。蕊柱及花瓣的特殊結構則可設計為仿生的對象,應用於開關的設計。

光影逐日-地球公轉現象的探討

同一種現象,甚至相同的測量工具,從不同的角度切入或是用更細膩的方式去觀察,往往可以得出完全不同的結果。例如觀察單擺,除了來回擺動之外,如果觀測的時間超過一小時以上,就可以看到單擺的擺動面會有明顯的轉動,從而證明了地球的自轉。而我們的圭表測量也如同這樣的情況。我們實驗探討發現,圭表所呈現出來的光影長度變化不只可以對應四季的不同,也可以說明地球不是等速率的在公轉,更可以由數據的比對中找出近日點與遠日點的確切日期,並進一步透過橢圓數學的模擬獲得地球繞日公轉的長短軸比值。如果有萬有引力定律來算出地球公轉的平均半徑,我們幾乎也可以描繪出地球公轉的橢圓模型了。

中體西用─以抗生素觀點來看中藥抑菌程度

上課時老師說:「除了課文中所提到的安非他命等藥物濫用,我們所用的抗生素也是藥物濫用的一個例子。」經過查詢,我們發現許多細菌的抗藥性都到了極限,於是興起了我們探討中藥抑菌實驗的念頭。我們將藉由中藥與抗生素的抑菌強弱做比較,試以探討中藥是否有可能替代西方的抗生素,抑或提供新觀點,為細菌的抗藥性謀求解決之道。

「驚濤駭“電”!」-波浪發電之研究

搖晃的浮台觸發了靈感,海浪的起伏決定了發電方法與實驗研究及研發的方向,包括了:\r 一、首先我們研發出創意繞線圈工具機,內含多種生活簡單用品之聯想與應用,並且可以精\r 準與方便地纏繞多圈線圈。\r 二、之後我們在發電管上纏繞漆包線圈的研究活動中,亦證明與歸納出了正確的纏繞線圈方\r 式為何。\r 三、接著創作出模擬海浪測試平台,內含有我們所設計的發電管套插座組體與自創電路測試\r 系統,讓我們在實驗測試發電管的發電電壓效率時,也發現與證明了線圈圈數、磁場強\r 度、線圈號數、以及纏繞線圈方式對發電電壓的影響與關係為何。\r 四、綜合實驗研究所得,並經長時間反覆研究,設計出海浪發電模型,樣式完全依據波浪上\r 下振動特性而來擷取波浪的能量,並能將其成功轉換成電能。