全國中小學科展

第三名

勝敗兵家吾可期-探討蟋蟀之勝者效應及影響蟋蟀打鬥的因子

為了生存,動物之間存在著競爭關係。其中,某些物種會透過打鬥分配有限資源,而打鬥的方式又隨物種不同而有所差異。根據先前研究顯示【1】,打鬥的過程及結果的勝敗,容易受到個體對敵方或自身打鬥能力評估的影響。本研究以黃斑黑蟋蟀作為實驗對象,發現體型差異會改變打鬥的勝敗機率,年齡大小則會影響打鬥的激烈指數及持續時間,故進一步控制上述兩項變因,發現勝者效應會隨時間而消退,並推測其形成強弱會受到是否具有勝利經驗、打鬥經驗及體能耗損的影響。

五百公分以上各層面地中溫度曲線變化之分析

氣候學是研究對地表長時期氣象觀測數值所求得平均狀況的科學,在大氣科學的領域中自成一個體系,地中溫度為氣候學範圍內的一個環節,通常在氣候學中很少去討論,本研究試從地中各層面的溫度的逐日變化、季節變化及年變化等不同角度去探討分析,旨在發現地下各層面的特徵。本研究產生的動機是因為常我們觀測地中溫度時,對每個不同深度的溫度計所產生溫度的差別以及不同時問內的溫度升降變化發生興趣,經過初步研究的結果始發覺它們都有規律性與週期性,當我們把這個現象報告老師,老師才鼓勵我們對這個問題做更深一層的探討。本賓驗主要探討的目標是由地面到下層 500 公分深處之問各個層 面,地中溫度升降起伏的變化,並求得短時問的氣溫升降所能達到地下的深度,冬夏季節性的溫度變化對地下溫度所產生的影響。本校的氣候觀測站,因儀器簡陋,所得資料難免有誤差,所以本研究僅強調方法的進行和理論的證實。

絲絲入扣-從縫扣子策略論空間中的一筆畫路徑

從縫扣子中發展出空間中的一筆畫路徑,我們稱之為:「縫鈕扣策略」。鈕扣有兩個面,縫線(路徑)必須在空間中沿不同平面上下交錯前進才能完成。在線段不交叉的情況下,使用樹狀圖分析,得知不同鈕扣「縫鈕扣策略」:三孔扣有4條、四孔扣有4條,五孔扣及六孔扣各有6條;四孔扣中,若是允許線段跨越對角線,在28種組合中,扣除矛盾組合後,正、反兩面為:「二」+「X」、「二」+「ll」、「Z」+「Z」組合,各有1條,「Z」+「И」組合有3條,「口」+「口」與「」+「」組合,各有4條,「」+「」組合與「口」+「」組合,各有16條,「」+「」組合有43條,「」+「」組合,以電腦計算得660條縫鈕扣策略。

窗戶怎樣開較涼爽

因班上的上段窗戶很不方便開,故常常都沒有開,有一次一位同學在外面玩熱了,進了教室便說:「上面的窗戶要打開較涼。」但有位同學接著說:「上面的窗戶太高了,開不開都沒有什麼影響。」就在那爭執不下的時候,斑長又說:「老師曾說過,熱空氣上升,上面打開容易散熱。」究竟如何呢?我們就在級任老師及主任的指導下,做了下面的研究與實驗。

罐子裡的長壽蠟燭

我們的實驗目的主要是探討蠟燭在打洞的塑膠瓶中如何延長燃燒時間?進而製作氧氣量控制器以持續供應氧氣,找出瓶外空氣與瓶內二氧化碳的對流方式,確認我們推論是否合理。經實驗發現,橫列和縱列上的洞數越多、縱列的數目越多,蠟燭的燃燒時間越長、同一縱列時,一個洞:開上、二個洞:開上中,蠟燭燃燒時間較長。最後並由實驗證明空氣容易由開中的洞進入,二氧化碳則由開上的洞離開,以形成氣體對流。

刻骨銘<心>

本次作品主要研究三角形垂心、重心、外心、內心之相關軌跡變化,以及四心在不同情況時的排列組合。我們發現三角形頂點水平移動時,垂心的軌跡為一?物線圖形,重心為一水平直線,外心為一鉛直射線,內心則是一弧形。我們又觀察鉛直移動的情形,發現,內心為一弧線,另外三心則為鉛直線。之後把討論擴展到圓上,我們發現垂心的軌跡是此單位圓的對稱圖形,重心的軌跡是此單位圓內的圓,外心的軌跡即此圓的圓心,內心的軌跡即由兩個圓弧構成。接下來,在三角形中同時觀察四心,我們發現在等腰三角形時才會四心共線,且共線的次數會隨著底與高的比例變動。最後,我們在等腰三角形中發現:當等腰三角形底角的 值為1/4時,四心會等距排列。

夏日防曬大作戰─以植物葉片測試各種防曬用品的效果

本實驗以植物(白木蘇花)葉片,測試各種防曬用品的效果。利用紫外光燈管照射葉片 20 小時,結果顯示防曬油的係數(SPF)30 以上效果較佳,SPF大於 30 的效果並沒有隨之增加。維生素 E 與 C 對防曬油的效果有明顯的幫助,尤其是維生素E 的效果很好。布料材質以亮面布和排汗布的防曬效果最差,棉布和魚鱗布最佳,主要和編織密度有關。編織密度越低防曬效果越差,越高防曬效果越好。傘的抗紫外光能力以內面塗有銀色物質的較佳,因為愈不透光,紫外光也愈不容易穿透。太陽眼鏡的防曬效果與材質和顏色有關,一般的玻璃即有阻擋紫外光的效果,而塑膠材質阻隔紫外光效果很差,鏡片顏色以綠色最能反射紫外光。汽車隔熱紙淺黑色的防曬效果不佳,其餘顏色效果差異不大。

代數與幾何的橋樑

某一天當我正在作圖時無意之中發現到2/3=0·666… 在這直線坐標系裹不知該如何下筆來點出這令人頭痛的一點, √3= 1.732…… 也碰到同樣令人百思莫解的問題,於是我絞盡腦汁,十分費神地反覆思考著,想觸類旁通來發現代數中+─X÷ 在幾何上扮演著什麼重要角色?能否利用幾何方法證明三大平均數呢?這一連串的問題,引起我無限的好奇,但又攪得我眼花撩亂,頭昏腦脹,於是下定決心,想徹底細心加以研究分析,來證明這顛撲不破的真理,但卻又令我腸枯思竭,不曉得該從何著手做起,於是便與志同道合的同學,日夜不間斷加以深入討論,有問題再去請教數學老師,終於發現到其中奧妙的哲理,想做一個代數與幾何的橋樑,來溝通代數與幾何的密切關係。

溫寶寶的啟示

五年級觀測一年的太陽高度角和氣溫的變化,對於在不同地點或不同高度,所測得的溫度差異,感到好奇,以及日照下、日落後、地落後,地面上各處的溫度和地下、水裏的溫度又有什麼不同的變化呢?這些問題引起同學們濃厚的好奇心理,於是共同討論,擬定計劃,利用溫度計(溫寶寶)分組實地觀測,以解決心中的疑難問題。

照過來~「投影片」與「石墨烯」天生一對,成就了自製可撓式染料敏化太陽電池

我們以投影片為底,分別塗上導電膠、導電碳膠、鎳絲、不同粒徑的石墨粉或石墨烯等導電材料製作可彎曲的導電片,用它們來取代價格昂貴的ITO(銦錫氧化物)透光導電玻璃片,以製作染料敏化太陽電池(簡稱DSSC)。自製的DSSC的兩極中間塗了奈米級TiO2 (14 nm)晶粒,並以紫羅藍花(乙醇當溶劑)為染劑,再以鹿角萵苣(溶於乙二醇的溶劑中)作為電解液。實驗結果發現,最好的導電材料首推「石墨烯」,並發現以「投影片/鋁膠帶/石墨烯」組合作正極,以可透光的「投影片/導電膠」作為負極,可獲得較高的發電效率。自製的太陽電池不僅製作成本很便宜,而且還可以彎曲喔!