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國中組

聖誕紅-oh~葉!--聖誕紅苞葉變色與葉綠素含量的研究

聖誕紅苞葉在開花季有轉色情形,為測試苞葉變色後是否仍具葉綠素,以不同品種聖誕紅的綠葉、半變色葉、變色葉及枯萎葉,進行光合作用產物檢驗(澱粉、葉與莖內葡萄糖含量)及葉綠素分離檢測(濾紙層析、分液漏斗與430nm、635nm葉綠素吸收值)並探討葉綠素螢光現象。由吸光值檢測結果,苞葉開始變色後,吸光值遽降,故在澱粉測試、色素層析及分液漏斗皆有相符結果;苞葉不似綠葉具四種光合色素,因此無法得到足夠澱粉。在葡萄糖測試結果,葉內葡萄糖含量變色苞葉明顯較綠葉高,但在莖內只有綠葉莖明顯較高,顯示苞葉內糖來自內部分解而非自其他部位運送而來。萃取出葉綠素在紫外光有明顯血紅色螢光,其他LED 光源亦有明顯紅色,但在綠光則表現較弱。

凌「雲」馭「風」-以霧化水分子氣流場模型,模擬颱風在不同環境下的風場與路徑變化

本研究開發霧化水分子氣流場模型,取代傳統水工實驗,以更貼近颱風構造的設計,應用於模擬颱風發展、雙眼牆、風場不對稱、狹管效應、副低壓影響及遇到障礙物的路徑變化等小尺度現象。實驗發現,高層輻散帶動低層輻合,增強到一定程度時出現風眼,類似真實颱風。瞬間提高風速會出現類似雙眼牆構造。當破壞風場的左側,帶動中心往西北偏移。狹管效應會使一側風速加快,造成中心偏移。模擬副低壓影響實驗中,東側的副低壓會使中心往東南偏移。氣場內放障礙物易在背風側產生漩渦,擋板越高越明顯。以臺灣地形障礙物進行實驗,北部通過的漩渦因狹管效應及風場不對稱南偏;中南部通過,先略南偏再北偏;大角度進入的漩渦也常受副低壓影響而偏向背風側。

現在幾「點」了—探討多角數、多面體數之通式

本作品主要是探討多角數(或多邊形數)的一般式及關係式,並將其從平面推廣至立體。在本作品中,本組先以幾何的方式依序定義了三角數、四角數以及五角數並分別介紹了它們的一般式;接著,本組定義了k角數(k=3,4,5,...)並求得第n個k角數的一般式;然後,透過觀察四種k角數(k=3,4,5,...)的數列,我們得到並證明了一些有趣的關係式,如:連續兩項三角數的和為一個四角數等;而這些關係式除了可以透過k角數的一般式獲得驗證(即代數證明),我們也提供了幾何證明。最後,本組將平面上的 角數以不同的方式推廣至立體的多面體數,即第一型多面體數、第二型多面體數及多角錐數,並分別求得它們的一般式及相關性質,這個過程也讓本組意外地接觸了「正多面體」及「錐體」。

風言風語

我們希望找出風力發電機最好的器材,以求未來可以產生發電的效能。而本次實驗目標是先找出轉速最快的垂直軸葉片形式,所以多方嘗試了各種長、寬、高及不同材質的葉片,以求得轉速最快的風力發電機。

仰式泳椿拳—小仰泳椿捕食孑孓之生物防治潛力評估

蚊子不僅擾人,更為重要病媒昆蟲,在臺灣傳播登革熱、日本腦炎等法定傳染病。近來橈足類防除病媒蚊頗具效用,南區之劍水蚤防治亦有良好試驗結果,然相較劍水蚤因體型小而偏好捕食一齡孑孓的限制,我們的實驗主角—仰泳椿具大體型優勢。本實驗透過捕食量、捕食速率與偏好試驗,初步瞭解仰泳椿之齡期、饑餓程度等因素會影響對孑孓捕食量、捕食速率及各齡孑孓捕食的偏好,仰泳椿齡期愈大、饑餓程度愈高其捕食量、捕食速率亦較高,且偏好捕食高齡期孑孓。透過捕食行為分析建立仰泳椿「被動等待」與「主動靠近」二種捕食模式,饑餓程度愈大會因養分需求較迫切而傾向以「主動靠近」模式來捕捉高齡孑孓。綜合研判,中高齡仰泳椿對孑孓防治具高度發展潛力。

終流砥柱-消波塊對橋墩沖刷的影響

本報告研究不同洪水量對橋墩沖刷的影響,以高雄甲仙區之寶隆大橋為研究主體,並使用縮小模型搭配沖刷水槽,以模擬實際河流對橋墩沖刷之影響,再搭配消波塊探討對橋墩的保護效果,最後利用Surfer繪圖軟體繪製沖刷前後之地形變化,進行圖形之對比與分析,即可完整呈現不同洪水量與各類型消波塊配置之沖刷差異。 由實驗結果歸納發現,水位及流速越大對橋墩造成的沖刷越強,對橋樑的破壞也最嚴重;另外消波塊的型態與排列方式可以有效減緩流速並降低沖刷,達到一定的保護效果,值得未來做更進一步的研究與討論。

魚類鱗片之研究

在水產生物中破吾人利用最多者為魚類,其中可供食用之種類約達三百餘種,大形者長達數公尺,小型者僅十數公厘,由於種類眾多,形狀千變萬化,一般的分辨,多依據其外形及魚之形態構造等,人們對外觀不顯著的魚類皮膚表面之鱗片常予忽略,然這些鱗片如經過詳細觀察後,將其形狀及紋路作有系統之歸納整理,其在魚類分類佐證上就如同人類指紋一樣有異曲同工之妙用了。

搞什麼?多酚亂變色!

我們用廢棄顯微鏡改造的「終極耗氧測定儀」能更簡單、精準地偵測肉眼觀察不到的氧化反應,因此發現了蔬果中「多酚」及「維他命C」兩者間的相對含量微妙地牽動了蔬果是否「變色」及「氧化」的特性。我們也在「多酚變色」的一連串反應中發現了似乎違背「反應物濃度越高反應速率越快」的詭異現象,開啟了奇異變色探索之旅,驚訝地發現:「多酚」之所以能與「雙氧水」發生神秘的變色反應,竟然是因「多酚」的氧化電位剛好卡在「雙氧水自身氧化還原」的電位之間,巧妙地啟動了雙氧水在「不同濃度」下「不對等速率」的「自身還原」和「自身氧化」!我們也意外發現了蔬果中竟藏有從不氧化現身的「隱形多酚」,被我們無意間以「強鹼」給「逼」了出來,好奇嗎?一起來玩玩吧!

蕨類植物抱子囊群的探討

有一天與同學在校園池塘邊玩耍時,看到池中假山上有些植物葉背面上長了褐色點狀或線狀的東西,排列很整劑。請教生物老師,老師說那是蕨類植物長孢子囊群,由孢子囊集而成,囊內會產生孢子來繁殖。我突然想到是否所有蕨類植物葉背面都會長孢子囊群?不同種蕨類孢子囊群的形狀及排列都一樣嗎?孢子囊構造如何?所有蕨類植物的孢子囊及孢子形狀是否都相同?為了想了解這些問題,於是利用課餘的時間,從事下列研究。

塑膠土保水性對植物生長的影響

台灣每年總要遇上一段枯水期,農業活動被迫休耕,農業經濟損失不少,為了節省可利用的水資源,以聚醯胺(polyacrylamide)所製成的塑膠土作為土質實驗,此塑膠土攜帶方便,且可重複使用,當吸飽水後可增為原來的50倍體積,保水力為一般砂土的270倍,形狀由吸水前之固體顆粒變為吸水後之果凍狀,然而對植物根部較沒有附著點,因此我們以塑膠土混合泥砂來達到使植物生長更好的土質調配。觀察結果發現植物在有塑膠土植栽中,無論是發芽率、生長率(含芊插植栽),都比一般土質生長良好,但跟侵入塑膠土內,因此給予其乾旱期,植物也能在缺水的情況下生長但不枯萎,惟在環保上的顧忌將是在下一次實驗的發展主題。