全國中小學科展

第三名

切除眼柄對泰國淡水長臂大蝦(Macrobrachium rosenbergii)之影響

本研究主要在探討切除眼柄對泰國淡水長臂大蝦(Macrobrachium rosenbergii)之影響。切除雙眼之泰國淡水長臂大蝦甲殼白化,所脫之殼經104℃加熱10 分鐘後亦不會變紅。不切除眼柄及切除單眼者殼色正常。實驗結束後,將不切除眼柄、切除單眼、切除雙眼之蝦子於沸水中加熱5 分鐘,發現不切除眼柄及切除單眼之蝦子殼色轉紅,而切除雙眼者,加熱後殼色亦不會變紅。由此可推測,眼柄裏有支配色素活動的賀爾蒙生產部位。切除眼柄者,脫殼次數增加。但是切除雙眼後,蝦子可能因緊迫或是生理功能不正常,造成高達50%之死亡率。切除眼柄之蝦子,其體長增加率及體重增加率均大於未切除者。實驗發現泰國淡水長臂大蝦在夜間脫殼次數遠大於日間脫殼,此可能為蝦子夜間脫殼較不易被敵害侵襲。泰國淡水長臂大蝦脫殼後,不斷吸水及吸收環境中礦物質,以增加其體長及體重,測量D組得知脫殼後第二天仍在成長,在第三天後體長及體重不再增加。脫殼後泰國淡水長臂大蝦有攝食所脫之殼之習性,時間如果足夠,甚至將整個殼吃完。本實驗發現泰國淡水長臂大蝦雄蝦之成長率大於雌蝦。

編織紗的探討

為了要參加舅舅的婚禮,媽媽特地帶我到百貨公司選購新衣,當我們上了三樓「兒童編織服裝部」,一眼望去,滿室擺滿了各式各樣的童裝,使人看了眼花撩亂,我們邊走邊看,看到好看的便拿起來讓我試穿,並問問價錢。有的合意但嫌價錢太貴,有的便宜又好看,也有些樣式、顏色、尺寸相同卻價錢相差好多。為什麼一件衣服的價格會有這麼大的差別?我們到底耍選那一種才是理想的呢?回學校以後,我便請教老師,老師說:「這跟衣服的質料有關,市面上編織布很多,如果大家對這方面有興趣的話,可以一起來研究。」我們就在老師的指導下,全班分成十六組,開始搜集資料,進行研究工作。·

風生水起-流體動能利用系統

本次科展主要是要研發一組三層式葉扇的風力發電裝置,設計三層式葉扇的目的,是希望能以互轉式系統來達到較高的發電效率。我們針對各種不同設計的葉扇,以不同的角度分別控制電風扇及裝置之間的距離以0.5m/s~5.0m/s的風速下,測量出三層葉扇最佳的轉速。在發電裝置部份,我們對於法拉第電磁感應定律ε=NBAωsinωt中的N、B、A都加強,進而自製了發電裝置並且結合了三層式葉扇以及自製的發電裝置,來達到發電最高的效率。第一層葉扇是以第四組(27:32:22)的10°轉速最佳,在第四組葉扇後面是以第二組(34.5:32:18.5)的40°轉速最佳,而在第二組葉扇後面又以第六組(22:32:27)的30°為最佳,因此以這三組葉扇作為我們第三代的三層式葉扇。未來可推廣到各個家庭使用。

我聽到 〝 超聲波 〞 了 ─\n超聲波拍音的研究

有一天,我陪懷孕中的阿姨到醫院做產檢,看到醫師利用“超聲波”,竟然可以穿過身體、透視內部,見到才剛成形的胎兒,實在令我百思不解。回到學校我迫不及待的和同學討論,我們都覺得十分好奇,便一起去請教老師。老師帶我們到實驗室,並且利用聲頻產生器、示波器及喇叭讓我們看到各種頻率的波形,並且聽聲音;頻率愈高,聲音愈刺耳,直到聲頻產生器上的刻度顯示大約 20000Hz時,我們竟然聽不到了,老師說這就是超聲波。為了讓我們能夠比較可聽波及超聲波的不同,老師接上第二台聲頻產生器,並把頻率調到大約 19900Hz ,原來那一台仍維持不變,原本以為只會聽到可聽波 19900Hz 的刺耳聲音,沒想到卻聽到一個 “低沈 ”的聲音,老師好像想到什麼事情似的,急急忙忙的從 199900Hz 調到 20100Hz ,這時,不可思議的事情發生了,我們竟然“聽到超聲波” 了! ?

師大附中校園黏菌相之調查

以往師大附中的學生對黏菌的研究偏向於原生質體的培養,很少作過分類方面的研究。作者自 1994 年 7 月至 1995 年 1 月在師大附中校園尋找黏菌,已發現了 5 科 15 屬 31 個種或種以下之分類群。所找到的都是較大型的種類。針對所發現的種類與基質比較的結果顯示大部份的黏菌出現在朽木和落葉上。作者觀察到有些原生質體能形成休眠體或藉由其他的方法度過較乾燥的時期。本次調查亦證明黏菌在都市環境中並不稀少。

關鍵氣泡~沸騰現象與氣體溫度計的研究

本研究在探討水的沸騰現象,觀察水加熱時氣泡的大小變化、上升的速率及路徑、不同氣壓下的沸騰溫度等,並試圖以強制氣泡的大小和冒泡的頻率來測量水溫,最後發現容積固定的燈泡球內,氣體熱脹冷縮的體積、壓力都隨著溫度而成比例變化,因而成功的自製一個燈泡玻璃球氣體溫度計和微溫度計,準確又實用。。

矩形的比例分割與其衍生數列之探討

黃金矩形與費氏數列的關係是數學上十分著名的例子,國民中學數學課本第四冊曾介紹以一元二次方程式來解決黃金矩形的長寬比值問題,此種方法使我們感到新奇,想看看是否能加以推廣?是否能找到類似於黃金矩形而可無限次分割的矩形?若是能找到這種矩形,那麼它的長寬比值,是否類似黃金矩形和費氏數列之關係,而伴隨一個數列?此數列能不能發掘出它內涵的規則所在?這些新穎的問題,使我們興起了研究的動機,試著去探討,希望能解決這些問題。

滾滾紅成

嘗試澳洲 AMC 從競賽題出發,探討一正 n 邊形中的一點在單位圓內滾動,及一正 n邊形的繞一正 n 邊形滾動軌跡,發現該軌跡均會產生奇妙的循環規律。接下來推廣探討圓形其他的規律,發現若將一單位圓去繞另一單位圓或其他由單位圓組成的幾何圖形,探討其滾動軌跡,並探討在何種情況該單位圓繞回原出發點時會和原圖相同,從研究中得知所繞全等圓圖形與旋轉圈數和邊長所需個數的關係,如:『邊長為 3的全等圓正方形』其旋轉圈數是 2+4(3-1)/3=14/3圈,此時和原圖不同,而回到原點且和原圖相同邊長所需個數則為 3k+1(k?N)等。另外,『繞一間隔大小等於圓直徑的全等圓圖形』是指從第一個圓開始逆時針滾動,若接觸到另一個圓時則往反方向繼續繞圖形滾動,依此類推,探討圓心所繞的軌跡型態及長度繞一間隔全等圓圖形,發現其圓心軌跡型態存在著規律性,且圓必繞回原點。最驚人的是,應用我們的研究結果於許多商業用途,並創造出寓數學於遊戲的「多功能滾滾樂尺」。

恰恰好的數字遊戲

有一天數學老師在黑板上寫著1,2,3,4,5,6,7,8,9的數字,問我們,這些樹中那三個數字乘起來等於252?結果我們所做的答案有好幾個?我們在好奇之下,想如果能提出一些正整數,不管您用什麼方法來做加、減、乘、除四澤的計算恰恰好,這是多麼有趣啊!於是我們要求老師輔導我們,開始做我們的研究。

「浮」「啟」蝴蝶蘭-探究光合作用速率與氣孔的關係

本實驗自行設計『均衡打出葉錠分法』將蝴蝶蘭有系統編號平均打出葉錠,以此做『浮葉法』和『印模法』實驗。浮葉法測量光合作用速率,印模法檢測氣孔開啟百分比,研究二氧化碳、光照度、水溫、色光和化學肥料對於光合作用和氣孔的影響。蝴蝶蘭在不同環境因子補給或刺激下,到了最高臨界點呈現緩慢成長甚至停滯,像二氧化碳濃度高於1.6%或光照度超過6000lux反應速率會停止成長;水溫20度成長最高;色光對氣孔影響最大是紅光,光合作用速率最快是黃光;化學肥料對氣孔影響最大是鉀肥,光合作用速率最快是氮肥,由此了解蝴蝶蘭照顧方法和本身防衛機制啟動產生的變化。浮葉法用簡單器材和方法可檢測光合作用,建議加進小學自然課本做為觀察光合作用現象方法。