全國中小學科展

第三名

豈知潮無信—探討臺灣西南海域颱風暴潮關係

本研究選取兩種最易導致暴潮之颱風路徑(南北向及穿越型),共四個颱風時期的潮位及氣象資料進行分析,結果顯示暴潮有空間上的傳遞性及對氣壓反應的延遲性,以數學工具及物理原理建立網格模式探討流體的運動,再和觀測潮位比較。結論如下:一、暴潮具有空間傳遞性,與颱風路徑、風場結構、地形有關。二、暴潮亦具時間延遲性,且穿越型颱風易造成台灣西部沿岸潮流堆高。三、建立的模式能簡化流體運動並探討因氣壓差導致的海面高度變化。四、建立的模式可印證實際觀測到的潮位,穿越型颱風在水位未達平衡前颱風已移動,故各測站呈現明顯的延遲;南北向颱風水位平衡時颱風才移動故影響潮位的主要因素為氣壓,且切過邊緣的長水溝模式較符合觀測結果。

哎呦!好若哦!怎麼辦

放學回家,看到妹妹玩「吹泡泡」。一會聽到她的尖叫聲!「哎唷!好苦哦!怎麼辦?向上吹肥皂泡的肥皂水總是會流到口中,好苦好難受喔!老師要我們實驗吹泡泡,我又沒有辦法 …… 。」她自言自語的一面說一面吐口水。媽媽聞聲也趕來說:「叫你們不可用肥皂吹泡泡,你們怎麼不聽呢?報上曾經警告我們肥皂水會致癌,你們不怕嗎?」「我們老師告訴我們吹泡泡要向上、向下、水平等姿勢,而我們向上的時候總是會喝到肥皂水,那要怎麼辦呢?」妹妹不高興的說。我一時信口的說:「你的嘴不要沾到管就好了。」妹妹把麥桿(管)交給我說:「那麼請你吹給我看?」我自信的接過來吹,但是向上吹時無論怎麼吹肥皂水也會流入口中,也找不出更好的辦好,害得我臉紅耳赤,被妹妹嘲笑一番。

揭開螳螂體色的奧秘

去年看到幾位學長學姊在學校北側的草叢中採集螳螂,聽學長學姊們說: 〝 螳螂的體色有綠色和褐色兩種 〞 ,但是也有人說:在綠色的環境裡可以發現到綠色的螳螂,而在褐色的環境裡可以發現到褐色的螳螂,真的是這樣嗎?為了解開這個疑問,我們也加入他們的行列,展開了這一次的活動。

「鹽」而有「杏」~探討番杏的抗鹽方式與鈣離子對抗鹽能力的影響

抗鹽耐旱的台灣原生濱海植物-「番杏」,對抗鹽逆境的機制為何,十分耐人尋味。我們發現提高鹽度會使番杏的發芽率些微下降,但仍有一定的發芽率。0、0.5%的鹽度之下,番杏葉面積與根長、生物質量均有較好生長情形,番杏滲透濃度可能介於0~0.5%鹽度之間。番杏幼苗發展至第3對葉,較能忍受高鹽度的環境。鹽逆境會使新長出的葉子囊狀細胞增大,已長出的細胞則不影響;有趣的是,鹽度提升後,不只新生葉內的結晶鈣數量變多,原本舊葉內結晶數量也會變多,顯示結晶鈣的數量在番杏內是會變動的。加入外源性的鈣離子(5mM),會促進葉肉組織內結晶數量的增加,並可以提升囊狀細胞累積鹽分的能力,在鹽逆境下,添加鈣離子組別,番杏生長情形也較好。

畢式組數的「克」星-高商尺的發現

國中課本第五冊第 141 頁 5-4 練習第六題,我國民間相傳有下列五邊形的近似作法”九五頂五九,八五分兩邊”經過幾次的畫法,均發現並非真正五邊形,其誤差雖極小,仍困擾著我們的求知欲,因而請教於老師。

放線菌對彎孢菌的抑制作用

在我從土壤分離真菌的幾次實驗中,常觀察到一些放線菌(分類上屬於細菌),對真菌產生拮抗現象。於是觸動我一個想法一若 能發,對某一種植物病原菌有強烈的控制作用,或許在植物病害防治上有實際應用的價值。

星星相映-以理論與觀測探究雙星形成機制

在銀河系中,多數恆星以雙星系統存在,因此雙星的形成機制在恆星的演化理論中扮演極重要的角色。但目前天文學界對其形成的機制未有定論,而爭論的焦點主要為兩個假說:一個假說為當分子雲在裂解為雲核時,同一雲核會形成兩顆恆星互繞;另一假說為不同雲核會分別塌縮為不同的恆星。這份研究中,我們以金斯最小質量與半徑為理論依據,找尋了上萬筆的觀測數據,並利用兩種不同的算法----週期公式與視直徑法計算出雙星間距,進而分析雙星間距的分布。結果中,我們發現前主序雙星間距分布圖出現了一個小於金斯最小半徑的峰值,經過推論我們排除了兩種方法的觀測限制可能造成的偏差,最後得出結論:分裂說必定存在,然無法排除捕獲說的存在。

暈頭轉向─揭開太陽自轉的面紗

本研究主要是利用數位相機所拍攝的照片,以電腦應用軟體Photo Impact、Math PS 處理影像並讀取黑子座標,先找出將近十個月中太陽自轉軸與地球自轉軸夾角的變化,結果與天文年鑑的數據相當符合、最大偏角約26 度,顯示此方法對於自轉軸方位角的測量相當精準。藉此進一步求得的太陽自轉軸傾角及太陽自轉方向和週期,發現太陽自轉方向與地球公轉方向一致;自轉軸亦非垂直黃道面,而是約在九月時其北極傾向地球的角度最大且在二月左右時背離地球的角度最大;太陽赤道附近自轉的恆星週期約24.9 天、會合週期約26.9 天。

生命之源-水的電解研究

本研究是在探討影響〝水電解實驗〞的各項變因(一)探討不同材質作為電極的差異性,一般的金屬片(如 Fe、Cu、Zn、Ni 等)都屬活性電極,通電電解時,可能參加反應,而不銹鋼則因它的特性耐腐蝕,非常安定,導電性好等諸多優點,很適合做電極棒。(二)一般電解質水溶液的濃度越高,導電效果越好,電流量越大。0.75M 的氫氧化鈉是水電解實驗時最佳的電解液。但稀硫酸、氫氧化鈉二種電解液的濃度超過 0.75M 後,溶液的導電效果變差,電流量反轉下降。(三)一般而言,電極棒越粗越長,因接觸面積大,電流量會較大,氫氧生成量也會較多。電極間距越小,電流量越大。(四)電解液溫度越高,電流量越大,氫氧生成量也越多。在 25℃常溫下, H2/O2的比值最接近 2,最適合做為電解溶液的溫度。(五)電解質水溶液電解前後,正負極的 PH 值會改變,正極會減少,負極會增加。(六)針對傳統電解裝置的缺點,製作出改良式的電解裝置,使在操作上更方便,更精確,收集氣體也更安全。

中西糖尿病藥與癌症藥物之間的交互作用

糖尿病與癌症皆為臺灣前十大死因之一,而糖尿病在多項文獻已被指出與癌症的發生有相關性。本研究旨在探討中西糖尿病藥與癌症藥物之間的交互作用對細胞的影響,實驗中選用了一種癌症及四種糖尿病藥物,其中,糖尿病藥物有一種西藥、三種中藥;採用乳腺癌細胞株MCF7並模擬第二型糖尿病患者血糖水準的變化進行實驗,以觀察癌細胞在不同環境經不同藥物處理後對細胞存活率的影響,同時採用成纖維細胞3T3以觀測藥物對正常細胞的影響;藉由Crystal violet、ELISA加以分析,發現西藥明顯抑制癌症藥物對MCF7的毒殺能力;同時以Western blot分析細胞蛋白質表現量變化、Flow Cytometer測量ROS的表現量,以探討藥物之間的交互作用。未來希望在胰臟細胞Ins1、肝細胞HEPG2觀察藥物交互作用對糖尿病的影響。