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佳作

風塵僕僕—以PM10探討大陸沙塵暴對臺灣的影響

本研究利用PM10值的逐時資料,探討1996年至2009年間,臺灣地區發生沙塵暴之時間與空間的分佈特徵。本研究獲得重要結論如下:一、 沙塵暴好發於春夏交替之際,北部區域受沙塵暴影響最為明顯;南部區域次之,東部區域和南部區域相似。二、 沙塵暴嚴重影響的區域分布類型共可分為10類,最常發生的類型為「北部區域嚴重影響」。三、 2004年沙塵暴發生次數最多,但強度方面卻較為不顯著。四、 馬祖測站PM10值上升的時間大多較北部區域為早。五、 沙塵暴逐時分布特徵之分析,可將逐時濃度變化分為7種類型。風向的變化可能是造成類型變化的可能原因。六、 到達臺灣的懸浮微粒含硫化物的比例較高,導致臺灣在沙塵暴發生期間SO2有增加的趨勢。

網格電路之研究

本實驗主要在研究等間隔的方格導線(以下均稱為”網格電路”)之電流、電場及電位的性質,進而擴展到平面導體,並驗證克西荷夫定律。首先,以23×23 規格的鐵絲網網格通以直流電探討電流-符合「結點定律」,電壓-符合「迴路定律」。其次,由其電場分布圖修正邊界的問題。最後,測出平面導體的電位分布圖,比對網格電路電位分佈圖之相關性非常相符合,由此推論平面導體的電場分布情況。

以自製漂浮法實驗裝置探討液體介面與黏滯力之關係

量測液體黏滯係數的方法有很多種,各有其優缺點。本研究旨在提出一新方法,由定義推導出轉動情況中的數學關係式,並利用自製漂浮法實驗裝置測量液體的黏滯係數,同時探討液體介面與黏滯力之關係。本研究利用一壓克力圓盤置於待測液體之液面上,使其轉動後,量測其角速度隨時間之變化,透過理論分析,求得其黏滯係數。研究結果顯示,圓盤受液體黏滯力作用後之轉動現象與理論分析甚為吻合,所得之黏滯係數亦與公認值接近。本研究不失為是量測黏滯係數之一簡易可行的方法。

短脊槍蝦(Alpheus brevicristatus)配對行為研究

槍蝦可從是否抱卵及螯足大小等特徵辨雌雄;雌雄性比約58:42;成對比率約67%;體長以30~35 ㎜比率最高;雌雄配對體長關係呈正相關且雌蝦大於雄蝦;管徑3 ㎝、開口數3、雌蝦沒抱卵、雌雄體型相近及同時置入雌雄槍蝦實驗時其配對率較高;實驗對數越多、置入大體型雄蝦、配對時間越短及配對後再分離時間越長其配對專一率較低;槍蝦配對辨識部位主要在小觸角且由雄蝦主導配對行為。

導光材質的研究及其在生活當中的創意設計和應用

從一個「滿天星」的亮光玩具,引發了我們探索的好奇和興趣,經由大家的討論,循序漸進設計了五個研究問題,遇有問題,到圖書館尋找百科全書外,也頻頻上網輸入關鍵字!每個人求知若渴,嘗試了解導光材質的原理與特質。從自然界中最親近我們-便宜垂手易得的水,到科技產物-光纖的研究、應用、設計,提出我們的研究成果-意外發現斷裂與轉折的光纖蘊藏玄機,透露建築物因地震內部結構受損的訊息與方位;創新光全反射「直線進行」的嶄新實驗,還有以光纖端點聚光替代不環保的釣竿螢光棒..等。在整個實驗過程中,我們尋求社會資源、參觀訪問光纖科技公司工程師,對光纖的導光、傳輸、用途有更進一步的了解;並且經由變因的操控、觀測、分析,學到了更多課本以外的知識和經驗:如網路資源蒐尋與擷取、實驗紀錄Excel篩選與試算,數位拍攝存儲與編輯…等。

一縷幽香—探討果蠅能夠感知的最低濃度

果蠅是日常生活中可時常觀察到的生物,而參考前人的報告結果可知,果蠅具有辨識嗅覺以及對嗅覺產生學習記憶的能力。本次實驗的目的,是想探討果蠅經過嗅覺學習行為之後,可分辨不同氣味的最低濃度為何濃度,以得到果蠅可以感受到的氣味臨界濃度;並且利用高溫或是電壓刺激以產生的嗅覺記憶,比較其能夠分辨的最低濃度是否會有差異。我們利用自製的果蠅嗅覺選擇器進行實驗,當以高溫作為處罰,測量果蠅在面臨不同濃度(1M~10-4M)的蔗糖溶液以及固定濃度(0.001N)的醋酸溶液時,發現果蠅起碼能夠感受到10-3M 蔗糖溶液並產生學習記憶行為;而以電壓作為處罰,果蠅可分辨蔗糖的最低濃度下降到10-4M。因此我們發現,果蠅在強烈的處罰之下,比溫和的處罰能分辨出更低的蔗糖的最低濃度。

螢光秘辛

為求在一般實驗室中能以簡單的方式建立並探討螢光發光的原理,添加不同金屬離子當催化劑,發現部分B族過渡金屬離子能啟動整個機制而發光。在我們的實驗過程中發現過渡金屬離子與雙氧水其條件缺一不可。 過渡金屬離子能協助反應物中的“鄰苯二甲酸甲酯”與H2O2產生的O2反應形成一種高能量的過渡狀態,而這種高能量的過渡狀態再將能量轉給染料發光。“ 另外我們也以鄰苯二甲酸甲酯為主體,改變碳鏈以及與醯胺類的化合物作為比較,發現醯胺類的化合物並不會發光,而酯類的碳鏈愈長其發光亮度的最高值則會降低。另外討論了官能基在苯環上不同的位置,進而提供了在反應機制上一個較合理的解釋。

「雨」出驚人—台灣地區降雨型態及變遷的探討

本研究利用中央氣象局2003年至2010年日雨量資料,選擇20個測站進行分析。首先以降雨相關性分析而言,較高相關性天氣預報區域,可分為北部及中南部地區,而恆春半島可另外劃分成一預報區以提高預報精準度。再者,我們訂定降雨空間與時間指標,並依兩種指標繪成指標特性分布圖,且從圖中的趨勢線判斷出四種降雨型態,像是受到地形及季風影響在各雨季表現差異外,也可以發現山區較易出現異於其他地區的空間降雨。另外,從8年所有地區降雨變遷線發現台灣地區降水趨勢一致,若能分析數個區域的雨量升降趨勢,就足以代表全島的雨量變遷。最後,我們分析30年的長期雨量,發現降雨天數略微下降,但在夏季的降雨量有顯著增加趨勢,而乾季的雨量卻有下降趨勢,顯示未來乾雨季將更加分明。

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。

銀條斜線天蛾

從發現銀條斜線天蛾那一刻起,我們開始搜尋有關於銀條斜線天蛾的資料;並調查校園其食草植物的分布情形。將食草盆栽放在生態食草植物旁仔細觀察、耐心等待並紀錄其產卵日期,並將生態園裡發現的卵每天觀察紀錄。卵經過四、六天後開始孵化成一齡幼蟲,在經過四次脫皮成五齡幼蟲;我們將其過程一一拍照紀錄下來。最後幼蟲潛入土中表層利用葉子吐絲作蛹室等待蛻皮化蛹,再經過十天的耐心等待;那一隻隻有著大眼睛形狀猶如噴射戰鬥機的天蛾終於破蛹而出,讓人既高興又興奮覺得所有的努力都沒有白費。並願將那一張張珍貴的照片與觀察所得和所有的同好分享。