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最佳鄉土教材獎

金門變透明了-磁土和蚵殼的活用探討

我們先實地勘查了解金門磁土的分布狀況,和金門石蚵產地及蚵殼的處置情形,再以自製的簡易光電比色器,加以比對溶液的透光率,以及透光的強度,對金門磁土和蚵殼粉是否具[脫色]成效?作一系列的實驗比較。

「讓滄海變桑田」-泥岩的植生改良

有次上課講到沉積岩的分類,老師補充說其中顆粒最細的泥岩,其實就在學\r 校附近的月世界一帶,於是段考結束後,同學們相約出遊到月世界一探究竟,面\r 對大片荒蕪的不毛之地,只有稀疏的植物生長,讓我們感到十分的驚奇與惋惜,\r 有同學說這附近從他阿公出生就是這個模樣,幾乎不可能種出東西來,回到家上\r 網一查才知道原來這是所謂的惡地(Bad land)地形,植物難以生存,但這也引發了\r 我們的興趣,想要了解其中的原因,並且嘗試去改良這些土壤,希望能夠種出具\r 有經濟價值的植物。

蓮環密碼

蓮花效應是指蓮葉表面具有奈米纖毛結構,因此只要葉面稍微傾斜,水珠就會滾離葉面,在我們生活週遭,許多植物具有蓮花效應。本實驗選擇彩葉山漆莖作為研究材料,因為我們發現在同一植株上,嫩葉的蓮花效應最佳,而老葉幾乎無蓮花效應。當彩葉山漆莖的新葉轉為老葉,蓮花效應會減弱,甚至消失。我們以不同水量、土壤酸鹼值及光照作為變因,來探討蓮花效應改變的原因,結果發現水量並非主要影響蓮花效應改變的變因;土壤過酸或過鹼,會減弱新葉及嫩葉的蓮花效應;置於暗室則使整株彩葉山漆莖所有葉面皆無蓮花效應。許多植物的性狀,在老化或面臨環境改變時,會將控制性狀的基因開啟或關閉。因此,我們推論,當環境因子改變時,植物的蓮花效應可能是經由基因層次的調控,藉以增強或減弱此性狀的表現。如果不是基因的開啟或關閉,則有可能僅是葉表面的結構發生些微的改變,真正詳細的機制仍有待進一步的確認。

誰與爭風

風力發電的原理是利用風力吹動風車的葉片,將風能轉變為機械能,產生的動力可以\r 轉動旋轉式發電機輸出電能。我們依據風速與發電電壓的關係數據,製作一個簡易的風速\r 計,作為各項實驗,測量風速的工具。首先,利用生活用品製作的環保可攜式風力發電機\r ,對2 個1800mAh 3 號鎳氫電池充電,將電能儲存起來,結果是可行的。這是我們研究設\r 計風力發電機系統的入門。經過檢討,選用適合風力發電的軸向磁通發電機,以此做了風\r 車葉片半徑、角度、材質對發電機轉速、輸出功率之影響的各項研究。再依研究結果製作\r 了一組最有效率的葉片。並與發電機等組件,組裝了一台理想的小型風力發電機,連接充\r 電控制及監測系統,對12V 7AH 的鉛酸電池充電。最後再測試、評估它的發電效率。

從太武山上、看世界

從太武山上望向前方,到底可以看多遠呢?利用三角形的相似性質,用對應邊成比例的特性,將我們要求的距離算出來,並考量實際光穿過大氣的折射率,調整成更符合實際情形。

五節芒裡的發光小精靈

新竹縣尖石鄉山區,發現一種能於黑暗中發出可見之淡綠色螢光的五節芒,且皆必定是遮蔭處潮濕傾倒斷裂腐敗的五節芒片斷,其餘六個樣區經日夜實地採樣勘察,皆未發現發光樣品。經密集且大量之多株五節芒切片顯微鏡觀察,打光與暗房攝影比對,確定發光生物是一種文獻尚未記載之陸生黴菌,該黴菌與五節芒之間可能呈專一共生性。由實驗觀察此螢光黴菌生活史可分為三期:細絲期、藻狀期、珊瑚狀期,其菌絲有分枝且多核無橫隔,絕大部分皆分布於細胞內,細絲期可藉由菌絲穿過細胞壁上較薄之壁孔以散布其族群。該黴菌之螢光經實驗結果証實能誘導菌絲朝向營養源生長,以利菌絲進行聚集配對,並進行有性生殖。分類先暫定為無鞭毛黴菌門、接合菌亞門、接合菌綱之新種。

鳳仙花果實的物理機制

鳳仙花的果實,平常維持一類似橢球狀之形狀生長,但若加以些微擾動,即爆破開來。討論鳳仙花的果實是以何種機制維持此困難之平衡,提出三項假設:雙面尺模型、果實皮束之力平衡、及果實內氣壓不等於外壓。雙面尺模型證明非主要原因;果實皮束之靜力平衡為維持平衡之主因;果實之內外並無壓力差。

新型萬用太陽能環保除蟲器

本研究設計出一具有創新結構的新型萬用除蟲器,此一除蟲器設置有一可旋轉之柱狀物,柱狀物上設置有複數根鐵絲(擊殺器),當除蟲器上之吸入風扇旋轉時,設置於上之柱狀物也跟著旋轉,柱狀物上之複數根鐵絲亦被帶動旋轉,當除蟲器運作時,被除蟲器之吸入風扇吸入之害蟲,同時將被此旋轉之擊殺器擊殺,而達到消除害蟲的效果。本設計之電力來源由太陽能板提供,並配合電瓶的使用讓此除蟲器可以置於戶外智慧型運作。智慧型運作模式為配合害蟲之生物習性,當夜晚來臨及未下雨時,此智慧型除蟲器將籍由白天所收集之太陽能電力開始運作並將害蟲吸入除蟲器並以旋轉之細鐵絲將之擊殺。由於戶外果蠅等白天出沒之害蟲亦是造成農作物損失的元兇,因此本除蟲器利用果蠅等白天出沒之生物特性,利用正中午時太陽能板所產生的的多餘電力來驅動除蟲器,將被吸入除蟲器之白天出沒害蟲以擊殺器擊殺。因此本新型萬物環保除蟲器可以全方位應用於白天及夜晚出沒之害蟲防治

搖擺──魚類擺動?

本研究以魚類仿生學為基礎,研究不同配重、張力及擺動頻率對魚類運動擺動形狀的影響,結果發現以下現象: 一、不同魚體配重的方式,其擺動的波形有明顯的差異,其中屬於高速型或中快型的劍旗魚所呈現的振幅差(頭尾振幅差異)最大,因此我們推論振幅差是影響魚類泳速的原因之一。 二、張力(魚體軟硬度)的增加對中慢型泳速魚種的波形及振幅差影響較為明顯。 三、擺動的頻率變大時,對不同魚種的振幅差均有改變,其中對中慢速的魚種(吳郭魚)影響最為明顯。

細說二寮光陰的故事

在一次的城鄉交流活動,我們發現二寮景觀區是非常有價值的戶外地質教室,這裡有許多海相生物化石遺跡,其他還有波痕及犬牙交錯的沈積構造等,它們都是過去濱海環境的重要證據。在所有古生物當中,扇貝是新化丘陵的優勢種,分佈範圍遼闊,二寮地區向北延伸的扇貝密集層可以到達左鎮牛稠內及過嶺附近,向南可以到達龍崎鄉的石槽村一帶,多數密集層位在半面山的緩坡面,分佈位置不受海拔高度影響,推斷是地層不等量抬升的結果。研究中還意外發現單體珊瑚與蟹守螺共生的奇特現象,是生物生存的重要法寶之一,其他還有石膏礦物、有孔蟲及坡地災害問題等,值得大家再深入研究。