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國中組

逆境求生─幫助綠豆在“鹽逆境”中生長的實驗與研究

本實驗探討綠豆在鹽逆境的生長,我們設計了一個培養容器,可以穩定地維持鹽分濃度。實驗結果顯示,海水和食鹽水濃度3.5%以下均不影響綠豆萌芽,食鹽水濃度0.1%~0.3%對綠豆生長影響不大;在0.4%~0.5%濃度時綠豆生長明顯下降;而濃度超過0.5%以上,綠豆生長得很差,甚至不生長,證實了鹽逆境會抑制綠豆生長。研究發現在正常培養環境中,添加氧、醣類或肥料可以提高綠豆在自來水中的生長,但無法降低食鹽水所造成的負面影響。經由比較其他離子對於綠豆生長的影響,我們發現除了滲透壓的共同影響之外,造成鹽逆境的關鍵因素可能是鈉離子。於是我們透過在食鹽水中添加鈉離子阻斷劑,以干擾鈉離子進入細胞的機制;或在食鹽水中加入鉀、鈣、鎂離等不同的離子,希望透過離子拮抗的作用來降低高濃度鈉離子對綠豆生長的負面影響,結果發現利用這些方法,可在一定範圍內,改善鹽逆境對綠豆所造成的生長抑制情形。

校園中的忍者泡泡蟬-嗜菊短頭脊沫蟬的研究

嗜菊短頭脊沫蟬是在台灣分佈很廣且在我們校園中常見的昆蟲,因有很好的偽裝常常被忽略,我們希望這個研究讓大家認識『嗜菊短頭脊沫蟬』,及他們適應環境的方式。嗜菊短頭脊沫蟬屬植食性昆蟲,利用刺吸式口器吸食植物汁液,在本校主要寄主植物是過江藤(多年生的匍匐性草本植物),整個生活週期歷經卵、若蟲、成蟲屬於不完全變態昆蟲,沫蟬若蟲會以泡沫包裹全身用以防禦敵人,泡沫的位置分佈和齡別有關,調查泡沫分佈位置和植物莖的寬度也呈現負相關,研究發現過江藤植物莖的木質部和樹皮的距離呈現越往下距離越長,所以本種昆蟲若蟲隨齡別增長而有逐步分散至附近植物莖的基部取食的現象,與若蟲喙部隨齡期增長有關。沫蟬的泡沫具有防禦的功能,利用泡沫的黏性使昆蟲掉落其中,無法行動但不會立即死亡,進行生物觀察實驗時我們可以利用這種黏性特性固定昆蟲進行觀察。

變動中的台灣—台灣中南部地體構造的探討

本研究為探討北港高區對台灣中南部地體構造的影響。以推土機理論為基礎設計模型進行實驗觀察,並以中央地質調查所的活動斷層分布及地殼變動GPS測量結果進行比對,得到三點結論:一、台灣中南部造山運動隨著海岸山脈西移擠壓隆起形成中央山脈,中央山脈是由東向西逐漸發展,在山脈內部的斷層已不再活動,在西部的活動斷層是目前主要活動變形帶。二、中央山脈構造及發展是由海岸山脈擠壓運動所形成,和北港高區無關。三、台灣中南部山脈前緣部分西部活動斷層受到北港高區影響,只能在高區東側及邊緣發展,並影響高區附近的地殼變形方向,在西南側似有脫逸現象產生。

三角形邊角關係與相似形之探究

在本文中主要考慮θi=tan-11/i ,i∈N這些特殊角之間的關係。本文前段主要分別利用相似三角形性質與正切函數和角公式求解一個較大角 θk 拆解為數個角的關係式(使用遞迴關係、迭代式、基本對稱式表示)。後段則延伸探討、驗證其相關有趣的結果、應用等,例如 : π/4=tan-1⁡1/1=∑i=0∞θF(2i+1) ,其中 Fi 為費氏數列的第 i 項、Machin formula、3π/4=∑i=1∞tan-12/i2 。在本文中,我們利用了弳度取代度度量來描述角度並且使用複數、極式、遞迴數列、矩陣、行列式…等數學工具與GSP、excel、python程式等軟體工具,來實作、觀察、整理、歸納、推論與驗證我們的研究。

磁性樹脂來連矽-磁性離子交換樹脂之探討

本實驗中的氧化鐵(Fe3O4)先以水玻璃(矽酸鈉)包覆在其表面,可避免其在受到酸鹼的腐蝕,由於表面帶電的影響,在pH值為7時,SiO2在Fe3O4表面膠結的效果最好,包覆過SiO2的Fe3O4可穩定與離子交換樹脂結合,使離子交換樹脂具有磁性,經外加磁場將之與廢液更有效的分離,磁性陽離子交換樹脂對溶液中的Cu2+、Zn2+、Cr3+,進行吸附時,發現在pH值5至7時,對上述陽離子有很好的吸附效果;當溫度及磁性陽離子交換樹脂質量增加,也可增加吸附的效果,三種金屬離子的吸附效果則是Cr3+>Cu2+>Zn2+。磁性陰離子交換樹脂對溶液中的甲基藍及甲基橙進行吸附時,在pH值6至7時,對上述陰離子染劑有不錯的吸附效果,溫度及磁性陰離子交換樹脂質量增加,也可增加吸附的效果,兩種陰離子染劑的吸附效果則是甲基橙>甲基藍。

夏綠蒂的母愛---探究溝渠豹蛛的產卵與護幼行為

本研究在北壽山地區及人為環境中分別探究、歸納並比較溝渠豹蛛的產卵與護幼行為,配合時序持續約二年得到下述結論: 一、 溝渠豹蛛和他種蜘蛛在雌雄特徵及卵囊孵化過程上差異不大,為了適應育幼則有特殊的外形及生活習性。 二、 天然環境及人為環境飼養的溝渠豹蛛,都表現出一致的產卵及護幼行為,但卵囊大小及孵出若蛛數量則不同。 三、 溝渠豹蛛在育幼過程遇到干擾時,對於負掛卵囊及背負若蛛仍克盡職守,不離不棄,期間共約三週之久。 四、 徘徊性異於結網性蜘蛛的若蛛數量及獨立離群方式。若蛛空飄的方向與當天的光源有關。 五、 溝渠豹蛛在帶卵時期有趨向較溫暖環境的習性,但無趨光性。 六、 溝渠豹蛛明顯在育幼過程中較其他種類用心,若蛛的存活數也增加,未來生物科技領域研發蛛絲或蛛毒的用途時,可將溝渠豹蛛作為繁殖量產的種類之一。

mxn硬幣翻轉還原之數列化研究

我們從硬幣直線翻轉(原為柱體翻轉)做研究,根據遊戲規則(見p.1),得出對於s枚硬幣經過一次大翻轉的位置變換關係:(1)當x為偶數,則f(x)=1/2*x (2)當x為奇數,則 f(x)=1/2*[(2s+1)-X] 其中:x為原位置,f(x)為新位置。接著,利用上述的變換關係,發展出我們的創意解法---「鏈」(見p.7),並研究出鏈的相關性質,利用其中的性質,解出直線翻轉的完美歸位通式:2l≡±1(mod 2s+1) ,其中l為主鏈長度,並從通式中再延伸出更多性質。最後,我們將直線翻轉研究結果擴展到平面翻轉(見p.14),並發現平面翻轉完美歸位與兩方程式有關,即lny-lmx=0,lny-lmx=1,其中ln,lm分別表示行、列的主鏈長度。進一步,利用相關性質導出平面翻轉第一次完美歸位之通式。

屹立不搖-以積木模型模擬建築物探討地震S波的影響

本實驗目的在探討哪種建築結構可得到最佳的抗震效果,我們下載軟體(AccelView)測量地震時的加速度大小,自製滑車及橡皮筋製造震動平台模擬地震情況。實驗後發現(AccelView)軟體可測得精確的加速度大小經高精密度加速度感測器證明。建築座向需考慮台灣附近斷層位置,減少地震所產生的破壞。加強地基深度時,可增加建物的抗震能力。建物高度越低,底面積越大抗震能力越佳。目前常見的建物造型如L形、ㄇ形、H形、十字形、T形不影響抗震效果。建物突出造型,連結處會在地震發生時造成受損情形。當梁柱位置不對稱或梁柱不足時,地震會使建物產生轉動現象,容易因扭轉而倒塌。土壤顆粒較小的粉沙地質產生土壤液化,會使地震造成建物下陷或倒塌的結果。

磁場中的離子轉速─探討硫酸銅水溶液濃度與離子遷移速度關係

帶電的離子受到垂直方向的磁場與電場作用,會因為受到洛倫茲力而產生有趣的轉動現象,由於電解槽中電解質不同濃度,會產生不同的離子遷移速度。經由所測量的時間與圓周運動的距離,可計算電解質的實際遷移速度,我們可利用簡易的裝置設備,推論出當電解質濃度越大,解離後正、負離子的吸引牽制作用也越強,使得離子在固定電場下的遷移速度減小了,莫耳導電率也減小。

鏽裡磁場乾坤大

本研究主要是探討鐵在磁場中的生鏽速率,我們利用強力磁鐵製造磁場,再將鋼絲絨置於磁場中使其生鏽,而後測量鋼絲絨的耗氧速率來了解磁場對鐵生鏽的影響,經實驗發現當磁場越強時,鐵生鏽速率越快;另外我們也測量銅及鎳在磁場中氧化的耗氧速率,實驗後發現磁場對於銅及鎳的氧化速率沒有影響;此外,我們對於電場作用下的鐵、銅及鎳氧化情形做實驗,發現電場都會使三種金屬氧化速率變快;而在電磁波作用下,我們也發現鋼絲絨的耗氧速率沒有影響;最後我們也發現鐵釘生鏽後再磁化,磁化後磁場比未生鏽鐵釘強,且對於磁性的保持較久。