全國中小學科展

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第三名

氣體模型製作與探討

目前對於氣體分子之處理,因其數量龐大,行為繁雜,效應無法精確估計,故往往以臆測性的統計方法處理之。為了解決此困難,吾等乃構思利用電算機之模擬,製作出高效率模型,徹底解決氣體分子處理之困難,並廣泛地供需求者使用或研究。

淡水蝦蛻皮、切割再生探討

本學期參加團體活動的自然科學組,有一次上課的時候,詹老師發了一份資料,題目是「臺灣淡水長臂蝦」,老師詳細的說明蝦的生態和習性,其中以蛻皮和再生最有趣了。不過,老師並沒有告訴我們「蝦是怎麼蛻皮的?一年幾次?大螫切或自割以後能再生幾次?」我們很想知道,於是我們便向老師請教了研究的方法,老師鼓勵我們認真的觀察和記錄。

同時平分三角形、四邊形的周長與面積之研究

平分多邊形的的面積是常見的研究題材,要平分周長也容易,但要同時平分兩者,就須思考與探討了。本件作品的研究方向以計算證明著手,分別列出平分面積、周長的方程式,再利用一元二次方程式求聯立方程式的解。並從判別式與解的範圍,來探討可做出幾條平分線,並利用餘弦定理求平分線的最小值。由此可得知平分線的位置與最小周長的值。

國中化學實驗的改良研究

國中化學第一冊第三章空氣中氧的體積定量實驗,植物行光合作用實驗,第四革蠟燭燃燒的定量實驗及第二冊第七章氯化氫定性分析實驗等四個實驗,在學校分組實驗時,所得效果欠佳,因此我們在空暇時一再和老師商討研究,俾使結果更趨精確。

鹼性電解水餵食禁食後的果蠅之存活效應

人體細胞因代謝作用而產生自由基,這是一種對細胞有利亦有弊現象。但是假如過度累積自由基則會嚴重影響生理功能,甚至導致死亡。過去研究知道鹼性電解水,是一種自由基的清除劑。但是並沒有實驗證明藉由喝電解水,可以清除動物體內自由基的並影響壽命證據。我們利用果蠅來測試餵食鹼性電解水,是否足以影響斷食後的存活率。令人驚訝的是,研究結果支持鹼性電解水對禁食後果蠅存活率可能有幫助。果蠅體內因斷食而導致氧自由基失衡的時候,鹼性電解水可能透過中和自由基,減少對細胞的傷害。但是,我們也發現鹼性強的電解水似乎對體質比較弱的個體(例如 Prx-1 突變種果蠅),幫助比較大,對體質比較強的個體(例如雌性野生種果蠅),不見得有助益。換句話說,本實驗結果支持果蠅在極端營養不足壓力下,餵食電解水可以提高其存活率。

光、輪輻與視覺之圓舞曲—疾轉下的定格影像

夜晚的公路上,汽車在路燈下行駛,我們常可見到輪胎的輪輻呈現多樣的變形影像,令人印象深刻。我們花了數年的時間,從大量觀察旋轉葉片著手,找到一個有趣而可靠的規律,然後成功地建立一個基於視覺暫留與總亮度比例調色的模型,再以這個模型去模擬計算各種不同的輪輻在各種旋轉頻率下可能出現的定格影像,終於得到一個完整地,適用各種不同輪輻的公式。藉由這個公式我們可以就任何輻條數,甚至輻條(黑)與輻條之間的間隔(白)不等弧長的輪輻作預測,預測它在任何轉速下可能被看到的已經遠不像靜止輪輻的多樣定格影像。也許日後在特定頻率的光源配合下,這些輪輻影像可以成為偵測的影像來使用,我們只要見到何種預知的影像,便馬上可以知道它的轉速。

誰的肚量大

有一天,我和朋友去看電影,電影剛開始,畫面上出現了一位男士,他一面喝酒,一面看錶,好像在等朋友,等了很久,他的朋友還不來。他覺得很無聊,就從口袋裹掏出一把錢幣,然後一個個把錢投入酒杯裏,他連續放了十多個,我發現,杯裹的酒都沒有溢出來。回家後,我就自己拿水和杯子做做看,結果連投數十個水才溢出來,我覺得真是有趣極了。所以就提出來和同學一起研究討論。

立體空間密碼問題

這次科展我的主題是──平衡中心的研究,這是延續我國三時的科展──「垃圾處理場的位置問題──平衡中心的研究」而來的。 問題是:已給定空間中 N 個相異點 Ai, i = l , 2 , ……, N ,求一點 P0,使得 這個問題的來源是:在一平而上有幾個城鎮,位於 A1 , A2 , …… AN,要共同設置一個垃圾處理場。設場的費用是一定的,而設立之後的費用一一運費,則和與諸城市之距離和(及垃圾重量)成正比。場址 P 應設何處方使運費最少?運費就是( P )。 這個問題並不好做,我只做出城鎮都在一直線上的等權、(垃圾等重)不等權情形,三鎮、四鎮(不共線)的等權情形,及附帶的,假設運費與距離平方正比時之情形。 現在上了高中,學到三維的空間,於是我們應該將平面上的城鎮推廣為空間中的鎮,即諸 Ai不必共面! 在平面的情形中,等權三鎮情形最是有趣,所以我主要做的,也是比較可能做的,是空間中等權四鎮的情形。

超輕鬆!免插電全自動寵物鼠餵食、換沙器

養寵物鼠的人都知道,最麻煩的就是餵食、換沙了。尤其是要出遠門,你希望回來\r 時發現你那可愛的老鼠生活在比豬舍還不如的地方嗎? 再說,如果你為貪圖方便而一\r 次給它太多的食物,可能會造成肥胖、腮囊發炎,增加死亡的風險! 於是,我們研究這\r 個---『超輕鬆、免插電』的餵食、換沙器,使飼主能夠安心的出遠門。

誰在指揮蚜蟲的波浪舞?─「蚜蟲集體搖動現象的研究」

校園中馬利筋上的蚜蟲似乎會同時一起扭屁股,我們好奇蚜蟲怎麼能像在看棒球賽一樣,到了某個時間,就像事先說好了大家一起扭屁股!所以就開始了我們對夾竹桃蚜(Aphis nerii Boyer de Fonscolombe)的研究。研究分為四部分,「研究一」先對蚜蟲搖動作出基本的觀察。「研究二」是想了解在自然狀態下,到底為什麼有時蚜蟲會集體搖動、有時卻不搖。「研究三」想研究集體搖動是由誰來領導、有沒有人發號司令。「研究四」想確認追隨者蚜蟲是根據什麼信號來決定自己是要跟著搖動的。研究後我們發現:蚜蟲的搖動像是人類左右撇子一樣,有著左、右的習慣性。溫度、濕度提高都能提高蚜蟲自然集體搖動的機會。蚜蟲群中有些自然集體搖動的領頭者,跟隨者應該是根據空氣的振動來判斷跟隨的時機。