全國中小學科展

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第三名

從拼盤看費氏數列及費氏馬的捷徑

暑假時我們幾個同學想研究一些數學課外讀物,就向老師請教,老師建議我們去做比較有意義的學習,如製作科展,並提供一個方向-費氏數列,告訴我們:九大行星的距離、鸚鵡螺的螺旋角度,都和費氏數列有著微妙的關係呢!鼓勵我們費氏數列是一個大寶藏,只要花心思,很少會空手而回。於是開始展開我們研究的系列,蒐集往年的科展資料,上網路查詢,到師大數學系圖書館翻閱雜誌,到書局翻書找靈感.....,開始研究這一串神奇的數列。

雞屎藤纏繞行為研究

本研究發現,自然狀態下,雞屎藤必須在與水平面夾約4度以上的向上竿子才能纏繞,向下、水平皆不能。匍伏地面生長或懸垂生長一段時間後,也不能纏繞,但其側芽仍有纏繞能力。由定時攝影發現具纏繞能力的芽,在尚未纏繞目標前,會自發性做左旋的旋繞擺盪,我們稱為自旋。由強制右旋實驗,認為向觸性並非單單碰觸,尚須要持續的緊靠方能完成纏繞,而自發性的左旋旋繞行為便提供了緊靠的力量。已纏繞上竿子的雞屎藤,自芽頂算起第4到第5節間有最大生長速度。搜索行為時,幼芽旋繞的角速度幾乎不變,自繞上竿子後,有逐漸下降的趨勢。我們認為與纏繞方向相反的分重力,能強化幼芽自旋,方能表現纏繞行為。如果以旋轉提供方向、大小適當的加速度,則可以使雞屎藤水平纏繞。

環境對小豆苗生長的影響

偶然發現綠豆苗生長受到風吹而歪斜,使我好奇是否環境會改變其生長速率?嘗試以溫室栽培、風吹時間、加入自製二氧化碳?等觀察豆苗生長。成長初期,莖成長速率大於葉、子葉上軸成長速率大於子葉下軸。葉片氣孔的生理時鐘:8:00~10:00 開張率最大;13:00~15:00 氣孔關閉避免水分過度蒸散;傍晚進行另一次氣體交換。17~28℃,莖以0.782cm/日成長、葉以0.4811cm/日成長。溫室的豆苗生長最快,氣孔密度大且開張率高,可能因高濕度使氣孔持續張開進行氣體交換;不加二氧化碳實驗,葉片大而捲,乃植株徒長。長時間受風吹的豆苗生長最遲緩。研究發現較大濃度的二氧化碳雖可加速植物生長;但是,二氧化碳濃度過高反使植物生長遲滯。希望藉由本研究內容能喚起大家對全球暖化危機的重視。

螢火蟲生態研究

在夜釣的偶然機會中,發現了外形特殊,尾部會發光的昆蟲,經查証為螢火蟲幼蟲,不禁令我們回憶起童年時,於收割後的稻田中,追逐螢火蟲的種種難忘情景。 台灣地理環境特殊,其間孕育了豐富的生物資源。近年來,由於保育意識的興起,大家便對周遭的鄉土生物展開調查與研究,唯獨螢火蟲的生態研究始終乏人問津。反觀日本,對於螢火蟲的生態、習性早已於五十多年前如火如荼地進行研究,甚至在多摩動物園成立了螢火蟲館及各個保護區。 然而台灣在近年來經濟的迅速發展下,螢火蟲卻從生息地逐漸消失了蹤影,想必與周遭環境改變有關,但是究竟螢火蟲的適合生態為何?牠們族群又為何減少?又到哪裡去了呢?這些都是我們急欲探索的問題,因此褐開了研究的序幕。

表面張力與最短路徑探討

在實驗中,我們探討表面張力與最短距離方面的問題,研究肥皂膜形成圖形的物理意義。在我們的觀察中,肥皂膜會於支持物間形成連線,若支持物是三支柱子以上,在其間形成路徑的總和最短。我們試著在多柱體間利用此性質修建最短連線,並利用數學模型及力學原理找出肥皂膜最短路徑的原因。整體的研究過程可以粗略地分成下列幾點:一、驗証最短距離二、利用力學解釋原因三、分析各情形所表示的意義四、理論地預測出最短距離連線圖形。

以Hα干涉濾鏡製造人工日蝕研究日珥

自接觸天文幾年以來,對於太陽特感興趣,從前我以望遠鏡拍攝太陽頂多只能記錄到黑子、白斑之類的現象。但是,去年我在日本的天文雜誌上見到許多業餘天文學者攝下了只在日全蝕才可見到的日珥,一時倍感興趣,決定要以我現有的儀器拍到日珥,且要研究關於日珥的特性,這才不失天文攝影之意義。

甘蔗為何在秋冬採收及其對製糖率影響之調查實驗報告

本縣為農業縣份,而大埤鄉又是本縣之農業示範社區,晨作物增產之道,有積極與消極兩途,改良品種,防治病害,乃屬飾者改善管理方法及適時收穫則屬後者,況目前晨村人力之缺乏,日趨嚴重,影響農作物增產頗大,本校有鑑於此,曾於民國 62 年及 64 年從事甘蔗增產之研究,以甘蔗螟蟲生物防治法及品種改良作品獲獎,今年繼以甘蔗適時收穫之經濟價值(對製糖率之影響)作買地調查實驗,米完成一完整性的甘蔗增產研究,以提高單位面積產量減低成本,造福農村。

雲林縣人口老化空間分布之探討

因雲林縣為全台人口老化最高的前三名之一,我們為了瞭解雲林縣人口的概況與各鄉鎮老化的差異,藉由分析人口資料,並利用地理資訊系統軟體進行空間分析,結果發現雲林全縣已達到超高齡社會,過去近15年來,幼年人口逐年下降,而老年人口的比例逐年上升。除了斗六、虎尾和麥寮等鄉鎮,幾乎所有鄉鎮老化指數都超過100。各鄉鎮人口特徵可分為數群,其中斗六為一群,虎尾、斗南、西螺、北港為較相近一群,而其他鄉鎮則為一群,各年度差異不大,但麥寮在近年則往虎尾群靠近。各鄉鎮醫療院所的分布與人口密度、工商活動聚集有關,反而和老化程度成反比,使得雲林縣面臨超高齡社會時,偏鄉地區的醫療照護將是相當險峻的問題。

省電95%以上的超大型數字鐘

台南市政府每年須編列十幾萬元之經費支付市區內約十座數字鐘塔,平均每年每座耗費電費約一萬五千元電費,如果全國有一百座鐘塔,則每年至少耗掉一萬五十萬元以上之電費,‘在此能源短缺之今,實在是一件極須改進之事,基於此一事實,我們提出此一改進方案,在不影響計時顯示,教育社會大眾守時之前提,改進其最消耗能源部分之顯示板,除加強及美化顯示功能外,每台又可節省電能 95 %以上,假如全國都改用,每年至少可節省電費一百多萬!

科技化的浮雕創作

影像處理(image processing)已成為當今熱門的話題,過去由於設備價格昂貴、處理費時冗長而無法普遍推行,經過科學家的努力研究、不斷地改善,現今已進入了成熟的階段。近年來,隨著微電腦的功能日益增強,價格日漸低廉,使得影像處理已成為各行各業應用工具之一。我們以全新的概念,運用顏色區域來定義浮雕的位置形狀,以寫出影像擷取程式,讓平面照片或圖片做成立體浮雕不再是夢想。先將圖片轉出高度資料庫檔案,再用電腦輔助製造系統將刀具路徑轉換為NC 程式,而將NC 程式輸入電腦數值控制銑床後,就可進行製作。而我們使用影像擷取程式配上CAD/CAM,不僅顛覆了一般人對於浮雕總是使用人力加工的刻版印象外,也為浮雕的製作帶來了嶄新的方法。