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佳作

姬胡麻斑捲葉象鼻蟲-探討育幼巢室建造的策略與後代成長間關係

本研究在探討姬胡麻斑捲葉象鼻蟲建造巢室的方式與後代成長間的關係。結果一認識象鼻蟲與食物:象鼻蟲體型是雌大雄小,平均體長在0.63±0.023cm~0.475±0.023cm,以朴樹的葉片為食物。結果二做巢室的策略:會找尋葉長5.25±0.88cm做巢室,並在葉面上進行切割作記號、葉背中肋戳洞,使葉柄與中肋的角度從141.85°±9.96°降到78.3゚±3.91°,葉片因此軟化,足部以2.3×10-3±4.7×10-4N對葉片施力,平均花費44.88±4.55min建造一個2.00± 0.45cm大小的巢室。結果三巢室對後代的重要性:卵的大小0.779±0.159mm,相對濕度在79%~99%間都能順利孵化。幼蟲待在0.33±0.13 mm狹小巢室內啃食4320.78±2286.48 mm2葉片面積。以10.4±0.33min完成化蛹進入蛹期。經過一連串研究證實,象鼻蟲建造巢室是有利於後代順利成長。

走出梓官鄉~探索地下水~ 從高雄區地下水導電度延伸,探究淡水泡對鹹化淡水之可逆

我們先從地下水的認識與探勘著手,發現梓官區距離地底下9~10公尺就有地下水,地下水資源豐富(研究一)。藉著行政院環保署 環境資源資料庫,找出梓官區地下水數據,並與其他高雄沿海地區相比,分析導電度、溶氧量、水位,發現導電度與離海遠近影響不大(研究二)。接著自製地下水水箱模型,模擬鹹化地下水、沙石層,從補助及抽取淡水數據,可清楚觀察出淡水泡的形成與回縮,邊緣過渡帶不大,確實可在鹹水層中儲存淡水(研究三)。 本研究以在地觀點出發,關心沿海區地下水鹹化的議題,並研究淡水泡的現象。希望能以簡單易懂的報告,使更多人了解地下水特性,隨時關心水質,以少為人知的淡水泡現象,引入思索,為我們的地下水資源,添加諸多可能性!

超越障礙的勝利之路

本研究是想尋找並建立一個數學模式,來探討兩物之間障礙物數量與通過率的關係的問題。我們可以將每個正方形看成一個小單元,因為我們都知道所有東西都可以分割成最小單位。而且也有數學家曾說:當我們做過越多次試驗,則我們所得到的數值會更接近機率。所以,如果有很多樣本通過此方格陣列,則我們可以將此數值看做通過率。再由古典機率的性質,我們反轉先求出路徑的走法數。 而若我們導出這個公式後,我們可以運用在不只是路徑走法的成功率、更能用在電子流動的機率,更可以運用在抽象的事物上,像政府的決策成功率等等。

Geogebra的兩平面鏡成像數

如圖(0),當兩平面鏡M1、M2,鏡面夾角為θ(單位:度),物體與兩鏡交點所形成的線段分別與M1、 M2的角度為θ1、θ2 (單位:度)。利用GeoGebra推導兩鏡中成像數的公式。可以寫成以下5點,其中 [ ]:高斯符號︰ 1.當180°-[180°/θ]×θ=0°,成像數= [180°/θ]×2-1, 2.當0°<180°-[180°/θ]×θ<θ1 且 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ2, 成像數=[180°/θ]×2, 3.當 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ1且θ2<180°-[180°/θ]×θ, 成像數=[180°/θ]×2+1, 4.當 θ1<180°-[180°/θ]×θ 且 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ2, 成像數=[180^∘/θ]×2+1, 5.當 θ1<180°-[180°/θ]×θ 且 θ2<180°-[180°/θ]×θ, 成像數=[180°/θ]×2+2。 我們歸納出這個公式,已修正蒐集到的文獻所描述公式不足之處。 簡單說文獻上的公式︰ 若 360°/θ ∉ N ⇒ 成像數為 [360°/θ] ,其中 [ ]:高斯符號 。 這句話只陳述了部分事實,沒有說出全部事實,所以不能當公式使用。

以地殼均衡理論模擬臺灣地殼模型

本研究利用地殼均衡理論研究臺灣地區合理的大陸地殼組成,以討論造山運動進行中的臺灣是否已達地殼均衡。由地殼均衡理論模擬大陸地殼的組成模型中,顯示以花岡岩、安山岩及玄武岩等三種岩石比例組成之模型最為接近現實中的地形高度。研究結果顯示,大陸地殼的組成以安山岩質為主,而花岡岩質與玄武岩質的相對比例之多寡則與當地的初始岩性為何者有關。臺灣玉山因岩性以板岩、片岩等密度較低的變質岩為主,故其大陸地殼組成比例呈現花岡岩質較玄武岩質高。臺灣由於受到弧陸碰撞的斜碰撞、以及碰撞點由北往南遷移的影響,模擬計算的海拔高度減去現實海拔高度所呈現之結果為該值由北向南增加,顯示受弧陸碰撞影響的造山運動之活躍度正由北往南遞增。

可撓式指叉電極的製備與應用

本實驗先以銀墨水筆在相紙上繪出能感測鹽水濃度的指叉電極,當指叉數目愈多時,偵測靈敏度也隨之提高。接著,以點膠機將銀膠塗佈於可撓的投影膠片上,並用交流電測量不同水溶液之電容變化(葡萄糖、蔗糖、氯化鈉和L-麩胺酸鈉)。對不解離的非電解質而言,濃度並不影響測量結果,但電解質溶液中,濃度與電容在對數關係下呈線性正相關(R2 > 0.95)。偵測極限受指叉排列緊密度所囿,最低可至0.1mM,但若偵測物質為質量較大的L-麩胺酸鈉時,會不及感應高頻交流電,使偵測極限變成約1mM。若要擴大偵測範圍,建議以低交流電頻來偵測。此外,物質所具有之靈敏度不一,可當作其特有的偵測「指紋」,使指叉電極達到辨識不同生物物質的可能,成為有效的生物檢測工具。

壺底「糊塗」~藤壺黏著劑的探討

暑假去澎湖玩的時候,意外的發現巨大的礁石上面都黏滿了一種具有堅硬遺骸的「生物」,他們到底是分泌出什麼樣的黏液才能使自己黏在那裡呢? 我透過不同水溶液與藤壺遺骸粉末的交互作用中,瞭解藤壺粉末的特性、黏滯性,藉由純化作用在顯微鏡下觀察黃色物質,也利用蛋白質測定劑測試,發現藤壺遺骸的底部秘密。 探討藤壺底部黏著的可能成分。 藉由在加水或酒精或清醋藤壺糊狀物的磚牆(木牆),進行重物敲擊實驗,結果發現清醋的牆面最堅固,其次是酒精的牆面,水的牆面最脆弱。

正多角柱內皂膜的形狀與對稱性破缺

本研究旨在探討正多角柱內所產生之肥皂泡膜形狀,以及改變正多角柱長高比時所發生的對稱破缺的現象。在我們的初步研究中已經發現,正五角柱內的肥皂泡膜確實存在對稱破缺的現象,因此我們希望進一步確認並理解此中奧秘。我們的研究將以實際的實驗觀測做基礎,然後在理論上以最小曲面的近似解來分析。為了將實驗以及理論結合,我們並透過免費的數學軟體GeoGebra來進行數值模擬計算以及圖形展示。

地震頻率-花蓮市周邊地震探討

台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的交界,台灣各地常出現地震,導致無數地震產生與人命金錢的損失。 本次研究使用中央氣象局的地震紀錄、MicrosoftExcel,探討花蓮地震、台東海端地震前後的a 值與b值變化。從古登堡-芮克特關係式中發現主震發生前a、b值會有下降趨勢,並能預估可能發生的最大規模。 實驗中我們將實際資料與古登堡-芮克特關係式算出的資料作比較,發現實驗迴歸線的a值、b值、最大規模預估等數值與實際觀測非常符合,並分析當地未來的地震趨勢。

虛擬實鏡~安德遜蠅虎撲食模式

安德遜蠅虎(Hasarius adansoni)撲食行為與一般蜘蛛與眾不同,引起我們研究的好奇心。我們以(1)文獻探討法(2)田野調查法(3)飼養箱觀測法(4)捕捉法(5)攀緣線觀測法(6)色光控制觀測法(7)限定空間鏡像觀測法(8)數位虛擬觀測法研究蠅虎。我們發現:(一)校園中有四種蠅虎(二)它會壓縮身體穿過細縫,多毛,怕水,有頭、胸、腹。(三)它喜歡深色物體,會躲在暗處;不在潮濕處織網,會織在陰暗、避風雨的地方(四)它有三種成功撲食模式(五)色光會影響它的撲食行為(六)它會撲食虛擬化獵物(七)它在限定空間的鏡像中撲食會受影響(八)它的撲食模式會受數位虛擬情境影響。安德遜蠅虎撲食行為研究很有趣,我們希望能繼續這種科學研究。