全國中小學科展

國中組

藻到了!萼者之間的關係—萼柱珊瑚〈Stylophora pistillata)與共生藻之觀察與研究

本研究針對東北角鼻頭港海域中主要的珊瑚品種──萼柱珊瑚(Stylophora pistillata)進行實地觀察、實驗研究,藉以探究其與共生藻(zooxanthellae)之關係。透過複式顯微鏡觀察共生藻和珊瑚蟲。使用細胞計數器計算共生藻數量,再除以珊瑚分枝面積可得共生藻密度。影響珊瑚白化最劇烈的因子是海水溫度的極端高低溫變化。因此,測量棲地水溫為本研究監測對象。實驗驗證:短時間內水溫劇烈降低或稍長時間溫度穩定上升超出珊瑚適應範圍,共生藻密度隨之減少,造成白化。實驗綜合浮潛觀察,發現鼻頭海域的萼柱珊瑚在2010年7~8月可見白化的現象。

內轆先民生活的研究

因為生物課講到「北京人」、「南方猿人」,同學們便紛紛去尋找化石,於是引起了先民石器的發現。去年台灣大學考古系前來發掘,更引起了我們的興趣。

都「是」生態,「綠」野現形-都市化對綠地植被空間分布之影響

林口是個正在都市化的地區,在都市化的過程中使得綠地面積逐漸縮小,因此本研究透過實地野外調查,利用綠地中雜草的種類及分布,探討人為除草頻率對環境的影響。結果顯示:開發程度越高的環境,在無遮蔭處,外來種的比例會下降,植被生物多樣性也會隨之提升,植物科別數會越多,在有遮蔭處則反之。開發度越高會導致土壤酸鹼值較林口酸性紅土接近中性,土壤濕度則會因覆蓋率高及有遮蔭而上升;從新舊公園種數提升發現植群演替現象,顯示適當的除草頻率可提供更多植物播遷到此處的機會。本研究結果可作為開發中都市綠地經營管理的維護依據,經由定期除草,可穩定原生物種的分布數量,有效降低外來入侵物種的比例,有益於植被群聚結構的健全與相對較高的生物多樣性群聚。

翻滾吧!電池車

經由網路上裝置的改良,我們找到最適當的電池車裝置:以AAA充電電池為電源,直徑26mm的圓形鐵製金屬墊片為輪子,1 號強力磁鐵吸於電池的正負極,跨上50 芯銅絞線後,在電與磁的交互作用下可以讓電池車滾動,在玻璃面上進行加速度值約為29.1 cm/s2的直線運動。利用電池車來探討運動定律在水平直線運動中的控制變因實驗,整體運動體的質量固定下,改變導線芯數或改變磁場的大小以增減電池車所受之合力,會與加速度成正比;進一步以電池車進行斜面上的運動,可以將電與磁所產生的作用力做為運動時的阻力,將此運用在改裝的迴力車上,可以做為煞車的工具。

發燒中的地球

本研究針對大氣重要成分O2、H2O、CO2及汽機車廢氣進行溫室實驗,以確認大氣中是否真實存在溫氣體。另外對綠色植栽也進行類似的探討。最後對溫室效應與大氣作用的差異性做一簡單的釐清。分析顯示,大氣中水蒸氣是最重要的溫室氣體,對長波輻射(約地表溫度)有極佳的吸收能力,對於地球的保溫有最大的貢獻,因在大氣中比例變化不大,雖是溫室氣體,一般認為與地球暖化?直接關係;CO2對長波的吸收雖不及水蒸氣,但工業化後的大量排放確實是造成地球暖化的主要因之一;O2對長波的吸收不明顯;汽機車廢氣對長波也有不錯的吸收,對抗地球暖化對汽機車廢氣的控制也很重要。綠色植栽對地表溫度的穩定扮演極重要的角色,熱帶雨林面積的急速減少也是地球暖化重要因素。溫室與大氣主要的差異在於溫室熱空氣的堆積,溫室雖比一般大氣多了上層熱空氣的輻射作用,溫室效應一辭仍適合用來表述大氣中地表因溫室氣體所產生的增溫現象。

方塊的因數與倍數

本研究主要在探討單格至8 格圖形的因、倍數問題,過程是先找出5 至8 格的所有圖形,整理觀察,找出可拼成矩形的多方塊,即為最小公倍數方塊圖的因數多方塊,並歸納這些因數多方塊的特徵。

以「亮」取勝—探討如何辨識環境中的塑膠微粒

使用尼羅紅螢光染劑對已知的1至7類塑膠染色,我們測試條件下,98無鉛汽油為溶劑、波長365nmUV光照射、(22微米)500目不鏽鋼網當濾材,可以得到最佳辨識率。若濾材微濕就進行尼羅紅染色,會降低螢光偵測塑膠微粒的靈敏度,塑膠樣品染色後靜置的時間愈短辨識率愈高。來自環境的塑膠微粒和非塑膠有機物,即使不染色,當受UV光照射時也會發出較微弱的螢光,但是顏色有差異,可使用簡單的濾光片分辨出過濾環境樣品中的塑膠與非塑膠,解決尼羅紅染色對自然界中有機生物欠缺分辨能力的困境。解析海砂中的塑膠殘留量發現:距離海水愈近殘留量愈高,此趨勢和海砂的顆粒大小較無關聯。表層海水中的塑膠微粒數量驚人,3185/1000ml,大約是溪水和雨水中塑膠密度的3〜10倍。

EasyMorningCall

本研究主要目的是找出最容易叫醒人的方法。以鬧鐘作為對照,刺激嗅覺、視覺、觸覺、聽覺來找出睡眠中最敏感的是何種感官。並且調整叫醒及睡眠時間,找出人的生理時鐘及最容易叫醒的時間點。最後以最佳感官作為參考製作成品來客觀比較,並找各年齡層的人實驗是否能比鬧鐘更成功的叫醒實驗對象。實驗發現觸覺最容易使人醒來,其次則是視覺。故將這兩種感官都考慮進去成品的製作方向,於是設計出利用震動叫醒人的鬧鐘以及用燈光叫醒人的鬧鐘。

太陽閃焰活動分析

我們利用隸屬於N0AA 的GOES 衛星,在X 射線波段對太陽閃焰所作的觀測數據,分析了各類型閃焰的數量、總閃焰的數量及閃焰能量的變化,並計算其相關係數。發現閃焰總量與C 型閃焰最具相關性;但在閃焰能量部分,則與較高能量形式的M 型閃焰最為相關。進一步比較閃焰與黑子的關係,發現M 型閃焰與黑子數量的變化最具相關性。在週期性的分析部分,我們將總閃焰數量、M 型、X 型閃焰數量、閃焰能量及黑子數量的週期性變化分別用高斯函數作曲線擬合,發現M 型閃焰與黑子數量的週期性變化較趨於一致,最近一次的高峰期分別出現在2001 年中與2000 年底,周期約為9~11 年,由此預測下次太陽表面活動較劇烈的時期約是在2010 年至2012 年之間。閃焰噴發對地球的影響方面,我們分析噴發的閃焰型式對電離層質子流強度的影響,發現噴發的閃焰能量越強,衛星偵測到的質子流強度越大,尤其對X5 以上的閃焰最為明顯。

檳榔製品毒性之探討

有天我們發現檳榔樹下少有植物生長,此稱為植物間的「相剋作用」。同時在課本中學習到檳榔對於人體是有危害的,因此本研究探討市售檳榔製品對於其他植物及人體口腔細胞的毒害情形?經研究後得知:1.檳榔子、荖葉及荖花萃取液會影響玉米和綠豆種子發芽及幼苗生長、酵母菌的呼吸作用。2.檳榔子植栽區土壤會影響玉米及綠豆種子發芽及幼苗生長。3.檳榔子、荖葉及荖花萃取液對口腔細胞造成破壞。4.確認檳榔子、荖葉及荖花具有相同的相剋化合物-多酚類物質。將來可以收集檳榔子、荖葉及荖花的萃取液,若能施加在需要除草的地面,藉由它們所含有的多酚類物質,使雜草難以生存,故能夠成為天然除草劑,將可減少化學除草劑的使用量。