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佳作

圓舞曲

在△ABC邊上,以一頂點A為圓心任意邊長為半徑畫弧,再以順時針(或逆時針)的方式選定下一個頂點C,以之為圓心CD為半徑畫弧,依此法繼續做圖,直到軌跡交於起始點,此為以下探討之基本作圖。 一、在三角形中,依此作圖法會有: (一) 在第一輪回到起始點:初始以A點為圓心,半徑=1/2(b+c-a)作圖。 (二) 在第二輪回到起始點:初始以A點為圓心,半徑≠1/2(b+c-a)作圖,且中途無超出三角形。可與各邊各交兩點,分別與內心連線,可得三個全等的等腰三角形。 二、任意n邊形有內切圓,則: (一) 若n為偶數,則必能一輪回歸。 (二) 若n為奇數,則有必能一輪或兩輪回歸。 三、任意n邊形之一般條件,則: (一) 若n為偶數,且隔邊邊長和相等則必定一輪回歸。 (二) 若n為奇數,則有必能一輪或兩輪回歸。

從林邊溪地下伏流看二峰圳的神奇

二峰圳當初在日本時代,由日本工程師鳥居信平先生,為了台糖灌溉需要所建造的工程。林邊溪來義段到處是粗碎頁岩礫石地質,容易滲水成伏流,又有坡度,所以適合建地下水庫。二峰圳分成梯形堰堤廊道、拱形隧道與半圓形集水暗渠隧道、方形進水塔、導水系統。運用地勢高低落差原理來作導水,一點都不必用到電力。今年二峰圳在十月份出水量每秒約7.8立方公尺的潔淨水,最乾旱的二、三月還可出水每秒約1.3立方公尺,如果在雨季出水量肯定會更多。高屏各溪流地質都很類似:砂、礫、硬頁岩、板岩等等。進入山區,每條河川的水量土質坡度,條件幾乎都比二峰圳段優越,如不建水庫,可考慮多建幾座二峰圳,來解決大高雄與屏東縣飲水問題。

雨後精靈現形記

本研究調查校園與鄉野的菇類分佈,並透過栽培觀察菇的成長;另設計觀測箱,觀察孢子的彈射及影響因素。研究發現:一、我的校園發現菇類共13種,地點多在草皮。二、鄉間發現菇類共15種,墾丁海邊6種,地點多在枯木。三、四種食用菇從出菇到成熟約數天,且採下後還會再長出,以簡易方式栽培,維持高濕度也可長出美味的菇。四、柳松菇的孢子彈射約持續2-3日,濕度高可增加彈射距離,菌傘會傾斜增加彈射的高度。五、柳松菇孢子彈射利用水的表面張力,彈射前菌傘充滿水份,彈射時間愈久,菌傘變薄變寬,逐漸傾斜,蓋緣皺褶,由豐厚鮮潤變為乾癟凹陷,菌褶變長。由於野菇平常不易觀察,因此我們請專家協助鑑定,並製作網頁及發表分享研究成果。

以衣藻探討DEET對環境初級生產者的影響

環境中有許多「新興汙染物」,防蚊液的有效成分DEET便是其中一種。過去對DEET的研究,以動物與人類細胞為主,較少關注藻類。藻類是水域的初級生產者,是消費者的食物來源,對環境來說相當重要。本研究以模式生物衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)進行實驗,探討DEET對環境初級生產者的影響效應。結果發現:1. 加入最高濃度768mg/L的 DEET,至多3小時,細胞就會增加ROS。2.加入DEET後,至多5小時,細胞鞭毛會變短甚至消失,以至於影響細胞的行動力。3. DEET濃度192mg/L以上,衣藻細胞72小時的急毒反應會出現明顯的生長抑制狀況。本研究同時也比較細胞壁的有無與DEET影響的關係,發現細胞壁有利於提高衣藻對於DEET的耐受度。一般文獻對細胞壁與汙染物毒性之間關係的探討較少,這是本實驗的重要研究成果。

陸生三葉蟲?~二種潮蟲環境適應及生存策略探討

因為好奇潮蟲的樣子像三葉蟲,因而展開調查二個不同區域的二種型態大小不同的潮蟲,分別是喜陰蟲和鼠婦。牠們棲息於陰濕且透氣的土壤,以氣管肺換氣,雌雄異體的潮蟲雖為卵生,交配後將受精卵抱於卵囊中,待胚胎孵化且有足夠的水份才產出,因此需生長在潮溼的土壤,乾燥和低溫對二種潮蟲的生存不利。喜陰蟲對溫度的耐受度比鼠婦來得佳,食量和溫度有關,高溫環境食量和排便量大。食喜枯葉的潮蟲能適應綿布飼養的人工環境,因此是作為控制實驗的好材料,實驗結果顯示潮蟲有明顯的趨濕性,沒有明顯的負趨光性,白化個體有較明顯的日夜週期和負光趨性,白化個體第二代仍為白化症。潮蟲不分日夜均會在土壤表層活動取食因此會降低植物發芽率。

「紙」能生電?!—自製薄膜電池效能分析

本研究利用自製輕薄且方便的薄膜電池,以鋅粉及鋅膠帶為負極、二氧化錳為正極,探討影響電池電流及電壓的因素,並製備可串聯的薄膜電池。目前研發之最佳電池單顆電壓已可達1.5V,當使用酸性的氯化銨電解液時,電壓優於使用氫氧化鈉之鹼性電解液電池;而電池負極採用鋅膠帶時,電壓及電流也明顯高於使用鋅漿料之電池;電極間距所取寬度為3.5mm之電池的電壓及電流最高;而當電極本身寬度為0.5mm時,電壓於數據中顯示為最高。進一步將電池串聯後,發現兩顆電池已可驅動基本電子元件,而串聯五顆電池之電壓平均更可達7.3V,效益與市售電池相仿,但所占體積卻輕薄許多。本研究未來將繼續探討影響薄膜電池的各種因素及在生活中的可應用性。

超級大蛤命,探索文蛤趣!

本研究以文獻探討及實驗觀察法了解文蛤體型、舉起重物能力及出入水行為,探討不同保存條件對文蛤的影響。研究發現文蛤殼寬、高、長有規律,體重與體型大小有關。文蛤被重物壓著也能打開雙殼,舉起體重十幾倍至三十倍的重物,正面舉重能力比反面強。文蛤入水管也會噴水,反面朝上時入水管噴水次數特別多。文蛤不同部位互敲聲音不同,以B區(圖13)互敲較容易分辨死活。文蛤聲音在死亡過程中逐漸產生變化,發臭前可聽出聲音漸低,死文蛤頻譜圖低頻區信噪比變大,而且可能有些高頻聲音會消失。文蛤在死亡前體重會減輕,有些會出現重覆開合的行為。低溫有利文蛤保存,若有水,有沒有換水也有不同影響。

自製Arduino比色計

本研究利用單晶片微控制器Arduino、色彩感測器 TCS3200、散光型白光LED、電阻、電容、電晶體、筆記型電腦等器材製作出一簡易的比色計。先透過限流電阻及補償電容的更換交叉測試,尋找到系統所能提供最穩定光源的組合,然後利用一些已知濃度溶液的紅色、綠色、藍色、強度偵測值,用多元多項式迴歸分析法尋找出該溶液的最佳濃度估測函數,以後只要測得未知濃度溶液的偵測值,即可以此估測函數計算出該溶液的濃度。經由硫酸銅及硫氫鐵離子等溶液的實際測試,平均的估測誤差分別為2.75%及3.77%,可見我們自製的比色計確實精確有效。

礫灘的石頭

「阿塱壹古道」是台灣僅存的最後一段自然原始海岸,我們想研究這裏的海灘上圓扁的石頭的形狀和階梯般的層次的關係。我們選了五個採樣點(避開河口和懸崖),並設計出礫石測量器,共測量了300顆礫石,得到結論:一、礫石有由北向南逐漸變小、變扁的趨勢,再由當地風向、海浪及「沿岸流」方向的資料等證據,顯示礫灘的石頭的確有由北向南搬運的可能。二、北側區外海岸的礫灘似乎僅低平台的礫石,高平台的礫石粒徑明顯變小,不符合「礫石由北向南搬運,石頭北大南小」,故推測可能僅部分較小的礫石可以由北向南搬運。三、沿著海岸由北向南移動的主要是低平台較小的礫石,而分布於高平台的較大礫石,可能大部分都是「被附近河川搬運到海灘的礫石」。

蟹蟹光臨 ~ 皺紋陸寄居蟹(Coenobita rugosus)探究

皺紋陸寄居蟹不喜歡一直泡在水裡。能忍受待在海水的時間比待在淡水的時間長。換殼後新殼的殼口長/左螯寬的值介於1.7-2.3,殼口寬/左螯寬的值介於1.1-1.9,殼的容量/左螯寬的立方值介於3.1-4.4。寄居蟹脫皮時偏好的砂礫顆粒大小為2mm,躲入砂中的深度多為2cm - 4cm,最深到7cm。能以嗅覺覓食且喜歡味道較濃郁的食物。沒有趨光性,以綠色玻璃紙處理光線能避免對他們造成過度影響。寄居蟹緊抓海樹時力量很大,體重10克的寄居蟹能施力450克,推測是海樹能讓寄居蟹容易施力,可藉此逃避天敵的捕捉。警戒範圍約為2公尺。牠們的警覺性高,隨時會縮入殼中或有”定格不動”的行為,影響的程度由大到小為:震動、影子、光線、聲音、風。垂直震動的影響大於水平震動,對低頻聲音的反應較高頻明顯。