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國中組

如鷹展翅上騰–重新得“力”

傳統的薄翼迷你偵察機為了要在有限的空間裡,兼顧質量輕及升力大,因此其薄型機翼大部分都使用低展弦比(大面積)的機翼,但低展弦比的偵察機因為旋轉力矩較小且不能裝尾翼,所以飛行時較不穩定。於是我們利用自行改良製作的簡易風洞,改良出高展弦比(小面積)的機翼,也能獲到較大的升力,同時其升力係數比低展弦比(較大面積)的機翼更高,飛行也更穩定。實驗中,我們固定翼展長度和迷你偵察機相同,但降低機翼的寬度,我們發現不同機翼形狀具有不同升力,其中漸縮比0.5 具有較大升力及升阻力係數,但升力仍比低展弦比機翼小,於是改變機翼弧度及弧翼高度,結果我們發現高展弦比的弧形機翼及1/15 的弧翼高度,居然也能獲得比低展弦比機翼更高升力及更大升力係數,大幅提昇薄翼迷你偵察機的升力以及更穩定的飛行。而且高展弦比的機型也更易偽裝成類似老鷹之類的動物,能像老鷹一般展翅上騰獲得更大升力,如此,不僅可以使軍事偵察更加隱蔽,更可用於警方攻堅時對於人質情報的收集、山區搜救,或是自然景觀的調查等等,將來更可以應用於輕航機的機翼,使輕航機的飛行更具穩定性與安全性。

鹽分對大麥發芽及種子轉換效率之影響

本省自光復後,由於社會安定,經濟繁榮,人民生活日趨改善,啤酒之銷量巨幅增加,而釀造啤酒之主要原料 ─ 大麥向由國外輸入耗費外滙至鉅,應謀求自給自足,若能將瀕海地區之海邊新生地利用於大麥的農業生產,則對人口稠密,耕地面積有限的本省而言,確有其經濟價值。由國中生物課本得知,作物種子發芽開始時,種子迅速吸收水份,種子內貯藏物質轉移到增加的莖軸上,發芽初期根及芽祇有微小延伸,後來根的延伸加速第二天即增加 8倍。有關作物發芽與鹽分關係的研究,早在 1952 年即由Ayers 開始,他提出鹽水導致有些作物發芽率的減少,乃由於種子內部有毒氣的累積。又 Ayers之報告亦知,高鹽分的情況下,大麥種子雖有初期發芽現象,後因鹽分濃度太高,而使胚功能停止,以致影響正常發芽,鹽分的傷害,延長大麥發芽之時間。此外,由於鹽分之存在,會直接降低滲透潛勢,使水分潛勢降低,進而影響到種子吸收水分之能力,使發芽率受到影響。不過,低鹽分濃度確實對於某些植物有促進發芽之現象,其因可能由於在鹽分中的離子克服了原先在種子內的缺乏。鹽分除了抑制發芽之外,同時也抑制幼芽與幼根之生長發育,此可能係由於細胞之分裂與延長受低滲透觸勞之抑制。Ho-ffman 又述及大麥幼芽對低滲透潛勢比幼根敏感且幼芽受溫度及水分缺乏相互間的影響較大。Springuel 指出幼芽之伸出,對鹽分的增加較幼根敏惑,不過鹽分對幼芽與幼根之影響,除了低滲透潛勢之抑制作用外,鹽分之毒害也會影響到幼苗之生理代謝。例如 Na 或 CI 會直接影響到幼苗表皮層對其他離子的選擇通透性,在鹽分繼續增加之情況,使其他陽離子,例如水的吸收減少,P 之吸收也因 CI 之存在而受抑制。本研究之主要目的乃在探討不同鹽分濃度處理對各大麥品種之發芽率,發芽速度及其幼很與幼芽生長所造成之影響,並同時比較這些生長現象對鹽分所表現之反應是否在大麥品種間有以顯著性之差異存在。

「鹽」而有「杏」~探討番杏的抗鹽方式與鈣離子對抗鹽能力的影響

抗鹽耐旱的台灣原生濱海植物-「番杏」,對抗鹽逆境的機制為何,十分耐人尋味。我們發現提高鹽度會使番杏的發芽率些微下降,但仍有一定的發芽率。0、0.5%的鹽度之下,番杏葉面積與根長、生物質量均有較好生長情形,番杏滲透濃度可能介於0~0.5%鹽度之間。番杏幼苗發展至第3對葉,較能忍受高鹽度的環境。鹽逆境會使新長出的葉子囊狀細胞增大,已長出的細胞則不影響;有趣的是,鹽度提升後,不只新生葉內的結晶鈣數量變多,原本舊葉內結晶數量也會變多,顯示結晶鈣的數量在番杏內是會變動的。加入外源性的鈣離子(5mM),會促進葉肉組織內結晶數量的增加,並可以提升囊狀細胞累積鹽分的能力,在鹽逆境下,添加鈣離子組別,番杏生長情形也較好。

明爭暗「豆」——以導電度及透光度探討製作傳統豆腐時蛋白質凝結之關鍵

傳統豆腐主要成份除水之外就是蛋白質,豆漿的蛋白質凝結作用是傳統豆腐製作過程中最重要程序,對於豆腐的產率及品質有著重要而直接的影響。我們發現豆花粉及鹽滷中可使豆漿中的蛋白質凝結之成份為Ca2+及Mg2+。濃度2%的氯化鈣水溶液加入45℃的豆漿最能滿足製作傳統豆腐時蛋白質凝結量最大、乳清透光性高及乳清導電性低的條件。由豆漿蛋白凝結時電阻變化,得知40秒後蛋白質與氯化鈣作用趨近於緩和。 利用自製儀器精準測量導電度及透光度的有趣結果,探討蛋白質凝結之關鍵,對於豆腐之生產製作將會有相當的幫助 。

力爭向上的水滴

我們整個研究的主題,是利用板子振動的方式,使板子上的水滴往高處方向移動。實驗發現水滴向上爬升的速率與板子的振動頻率有關,接著我們增加板子的重量,結果讓水滴產生最大爬升速率的振動頻率反而降低。實驗裡,可以向上爬升的水滴直徑都超過0.2cm,水滴太小或太大都會造成爬升速率較慢或者不會有爬升的效果。另外也發現,採用不同成份液體做為爬升的液滴,會有不同的爬升速率,代表表面張力在水滴爬升的過程中,扮演很重要的角色。把水滴滴在塑膠、不鏽鋼金屬及銅金屬等三種不同的表面上,發現水滴會有不同的爬升速率,表示水滴與接觸面材質之間的附著力會影響水滴的爬升。我們也對液滴向上爬升的現象,進行攝影分析,並提出了解釋。

N等分三角形面積研究

在國一時,楊維哲教授出了一張中區數理資優生數學競試題,其中有一題─給一個三角形 ABC,(甲)假定P是線段上點,求作一直線,經過P點且平分這三角形。(乙)假定P是延長線上的一點,考慮同樣的問題。記得當時僅能作出假設P是中點,就能二等分△ABC,其餘均無法解答。至目前學了幾何,所學漸多,乃聯合同學有心突破此題。

家鄉的河

我們的家附近都有一條美麗河川,為了讓河川永遠美麗,水源源源不斷,後代子孫能以美麗的河川為傲,我們長期利用的水質檢測活動,為家鄉的河川定期做健康檢查及研究,希望做為保護它的重要依據!尖石鄉有七個村莊及 28 個原住民部落,水質代表著家鄉的環境品質,環境保護工作做得好,河川水質自然變好。長期的水質檢測可以讓我們瞭解家鄉的河川及其環境變化,並隨時做好防治污染的因應措施。研究發現,水質長期偏弱酸性,主要與天氣有關,尤其冬天下雨過後酸性變強;山上的溪水水質清澈,濁度低,有時連機器都測不出濁度來(數字呈現 0.0,機器靈敏度不足),但大雨後濁度上升很多,可見水土保持要多加強;尖石山上地勢落差大、水流急,流水所測到的溶氧飽和度高,有時甚至可測到超過 100﹪的情況;夏天氣溫比水溫高,到了冬天寒流來,水溫反而比氣溫高,使溪中魚蝦得以存活。

三角錐的「容錐 」、 「容心 」與「心線 」

在三角錐中有很多性質,這可以由數學書藉中找到在此不再陳述。現在僅就我們研究所得結果,定義出「容錐」在此不「容心」與「心線」,再把此心線與極著名之歐拉(Euler) 線作一比較,並研究其在四角錐五角錐以至 n 角錐中是否成立。

磁場對水果電位影響之探討

在日本東北尖端科技有限公司所推出的奇蹟農場的音樂栽培室內所做的實驗數據,顯示植物隨磁場南北極和磁力大小會有不同反應,尤其是剛發根時,有促進生長的現象。用流經強力磁場的水來灌溉,好像對植物根的滲透性較佳。且種植在高壓電下方的農作物長得比其周圍的來得快,這是可能受到電磁場的影響。黃美慧在科學眼雜誌上看到此篇報導,回校與鄭人魁等同學討論,「磁場及電場真的會影響植物的生長嗎?」且日本早稻田大學理工學院的三輪敬之教授說:「音樂可以引起植物的電位變化,產生離子的傳導。」音樂可以改變植物的電位,那表示植物具有電位,才會受音樂的影響。那水果具有電位嗎?其電位會受磁場的影響嗎?四位同學認為猜測不如實際行動,決定馬上測試一下。

被忽略的神秘力量-表面張力的研究

液體的表面張力很微小,不容易用一般的儀器來測量,常見的大學實驗是用杜諾扭秤來測量,而本實驗設計是利用自行製作的儀器,利用簡單的槓桿原理以及定滑輪方便操作的特性,測量各種日常生活中常見的液體表面張力,計有:各種水質、酸鹼性溶液、糖水和食鹽水溶液、4 種清潔劑、6 種飲料、以及溫度的影響,並且更改各種變因來觀察溶液表面張力的變化,希望研究有助於我們瞭解日常生活的液體,其表面張力的差異。