全國中小學科展

第三名

一「藻」一世界─新月梨甲藻的發光與生長

生物螢光(bioluminescence)相關概念性產品已引起熱潮,本研究嘗試多種培養條件對螢光藻生長的影響,並了解影響螢光藻螢光亮度的因子。 依本研究得到結果,當環境中缺乏鐵、銅和鋅營養鹽時,會減緩螢光藻的增殖並降低螢光亮度。當營養鹽中的CuSO4添加過多時,新月梨甲藻(Pyrocystis lunula)會受其毒性影響而大量死亡並大幅度降低螢光亮度。而以螯合劑配合硫酸銅添加時,可減少對新月梨甲藻的毒性,但並不能降低銅對其生物螢光的破壞。在長期黑暗中,螢光藻的族群密度和螢光亮度皆會下降。

Oh!「葉」 ~利用手機光譜儀探討市售植物油在可見光雷射照射下發光之行為

本研究主要探討市售植物油受綠光及藍紫光照射後的發光行為。為了分析油品的發光情形,使用簡易手機光譜儀並輔以ImageJ來解析發光的波譜分布。 實驗發現綠光照射沙拉油及橄欖油皆會發出紅光,但前者是拉曼散射所致,而後者則是螢光效應所致,兩者強弱不同;以藍紫光照射,沙拉油發出連續光譜,而橄欖油只發出紅光。另外,葵花油、苦茶油、葡萄籽油受綠光及藍紫光照射後,分別發出波長較長的連續光譜,此乃油品以壓榨法製作,保留天然成份所致。 最後,將桑葉粉溶入沙拉油中,在藍紫光照射下隨濃度增加,會發出較強紅色螢光,並在濃度較高時會有螢光自體吸收情形;而在綠光照射下,除了發出紅色螢光外,也同樣發出波長較長的連續光譜。

以形態特徵探討台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之親緣關係研究

本研究針對台灣特有種之安蛛科(Anapidae)微安蛛屬之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)進行親緣關係研究。目前微安蛛屬僅1屬1種,體長約0.8mm,是台灣已知最小的蜘蛛。利用東亞地區安蛛科類群共7屬12種,以28個形態特徵進行支序分析,研究結果支持東亞安蛛科為單系群,並首次提出東亞安蛛科之親緣關係樹,分析結果顯示微安蛛屬之姊妹群為三個屬:Comaroma、Conculus 和Sinanapis。研究也發現世界現存的Minanapis為多系群,中國的M. menglunensis (Lin & Li, 2012 )可能為未知的新屬。另外我們也在宜蘭冬山發現Pseudanapis aloha,為台灣的新記錄種。

排排看

有 x 瓶牛奶,要排在 n×n 的正方形牛奶箱中,要如何排,才能使得牛奶箱中的(1)每行每列皆為奇數瓶(2)每行每列皆為偶數瓶(3)行列中一邊為奇數瓶,另一邊為偶數瓶。要回答上述的問題,可實際上去排一排,或經由解聯立方程式,得知行列瓶數的組合情形,再去排列。除此之外,是否可找到一種不經由解聯立方程式,就可以操縱排牛奶瓶的方法?此為本研究的目的。最後再進一步推廣到長方形。

無「髮」無天—自製毛髮濕度計的可行性與影響之因素

本研究旨在探討毛髮濕度計的製作與改良,探討毛髮濕度計在生活中使用的可行性,以及影響毛髮濕度計偏轉的因素,並改良減少毛髮濕度計誤差值的方法。結果發現:經運用光槓桿原理改良的第三代毛髮濕度計,其偏轉角度約為第二代的一點七倍,且約為第一代的八倍,可大幅降低毛髮濕度計的誤差值,提升毛髮濕度計測量的精確性。本組所製作的第四代縮小版光槓桿毛髮濕度計,可使用更短的頭髮來進行實驗,增加使用的便利性。本組也發現染劑與頭髮添加物會破壞頭髮的角蛋白結構或是使水分無法順利滲入頭髮,使得偏轉角度變小。因此建議在製作毛髮濕度計時,應選用沒有使用染劑及頭髮添加物(例如:髮膠、髮臘)的頭髮,以提升毛髮濕度計的準確度。

迷路之音─腔體共振減噪的研究

本研究主要探討開口管自然頻率的聲音在腔體共振後產生的減噪效果。我們利用穿孔管及密閉腔體自製共振減噪裝置,針對不同的變因設計實驗來驗證,研究結果如下:一、形成共振減噪須滿足條件為:(一)穿孔管長度為欲消除聲音波長的二分之一;(二)最佳開孔位置與入口端腔壁需距離四分之一波長;二、當腔體共振減噪時,開孔數量越多,減噪率越高,有效減噪頻率會越接近自然頻率;三、在最佳開孔位置前後端另外開孔,可同時增加自然頻率附近的減噪率,擴大有效減噪範圍;四、多位置開孔時,孔距對孔徑比為7:3,有最佳減噪率;五、密閉腔體容積會影響減噪效果,容積越大,減噪率越高。

馬步的擴張

下棋時,將棋一顆顆排上棋盤,這時我想:是否能用各種棋子的走法排滿棋盤。但發現:馬的走法最有趣,於是想研究排滿 m × n 的可能,並推想在立體空間是否也如此?

類暖雲雲滴成長之探討

高空中的雲總是型態各異,千變萬化的,但水氣在高空的成長、變化實在是難以直接觀測,而大氣觀測方法不外乎是探空氣球、氣象衛星、雷達等,但就我們學生來說,要使用這些設備並不是如此的可行。 所以我們嘗試在高中實驗室所允許的條件下進行實驗,也就是模擬出高空雲滴成長的變化,藉由閱讀文獻、實驗模擬、電腦分析等方式,來了解暖雲雲滴在高空中凝結成長的行為,把藏於高空中不易觀察的現象在實驗室中呈現出來,實驗結果顯示,凝結核的存在對水滴的形成是非常重要的;凝結水滴經由合併成長使粒徑增大,且粒徑頻譜分布隨時間會呈現M型化的特徵。

污水的認識與深入研究

爸爸帶我搭渡輪去淡水玩,一路上風光明媚,景色怡人,可是空氣中卻不時飄來陣陣令人作嘔的臭味,河面上還漂浮著一些不該是水裡有的東西,我不禁為河裡的小魚蝦和河邊的水筆仔捏了一把冷汗。回來後與同學談起,於是我們研究污水,想了解污水對生態環境會造成什麼傷害?如何改善?

水稻抗逆境基因SAPK9功能性之研究

植物受到外界環境刺激後可以激素作為傳訊分子,調控植物體內的生化反應.以應付環境中的各種生存壓力。離層酸(ABA)能使種子及芽休眠、抑制種子發育、使氣孔關閉以減少水分蒸散、抑制植物的成長;吉貝素(GA)在種子發芽期間和ABA有拮抗作用。為了更瞭解ABA及GA訊息傳遞路徑,本研究針對抗逆境SnRK2蛋白質激酶家族中屬於ABA強烈活化的第三個子家族於水稻中發現的SAPK9基因進行探討。本研究經由一連串分子生物學技術,從水稻中選殖出SAPK9、建構含有SAPK9的質體,並以基因槍技術分析,得知SAPK9在青稞糊粉層中雖然對ABA誘導的基因表現無明顯影響,卻能抑制被GA誘導的基因表現。