全國中小學科展

第三名

地錢抱子萌發之研究

孢子是植物世代交替中,有性世代的第一個細胞,高中生物課程中有小孢子(花粉)萌發的探討,也有蕨類原葉體的觀察,歷屆科展中,也不乏有關花粉或蕨類孢子的研究。但是隸屬無維管束植物的蘚苔類孢子,卻一直未見有關的探討。 課本提到苔類孢子萌發後長成原絲體,卻不曾說明蘚類孢子萌發會長成什麼?而且,它們的孢子萌發和開花植物的異型孢子(花粉)萌發有何差異?我們常說厚壁孢子較能抵抗惡劣環境,究竟它們的忍耐力到何程度?自然環境中,它們必需跟其它的孢子競爭,在競爭下,它又是如何呢? 為便於研究之進行,我們選用當季最容易採到大量抱子的地錢作為研究對象,研究其孢子萌發有關之現象。

古早的旋轉玩具

有一天,科學館的老師買了一支奇怪的玩具來,大家都覺得很新奇,也想自己做一個試試看。我們利用不同的銅片、木珠、紙盤及鐵絲測試對圓紙盤轉動的影響,包括銅片洞口形狀與接觸鐵絲的方式,銅片的位置與數目,木珠的大小、形狀、數目與位罝,紙盤的形狀、直徑大小與擺放方式,還有鐵絲的粗細、螺紋密度及在鐵絲上推動紙盤的距離等等。在歸納之後,我們終於知道旋轉玩具為什麼會轉,以及能夠轉得最好的旋轉玩具要搭配哪些零件。利用這些實驗結果,我們設計了屬於我們自己的旋轉玩具,同時也了解到生活中螺紋應用的原理。

露點的測定

十大建設中的南北高速公路,去年十二月完成全線通車,因當時適逢白天溫度較高,夜晚溫度激降的冬天,極易產生濃霧,因為視線不明,通車不久即發生許多次大車禍,傷亡不少人命,損失無數財物。「霧」是靠近地面的水蒸氣,過冷而凝成細微水滴,漂浮瀰漫在地面。「露」是靠近地面的水蒸氣,夜間過冷凝結成小水滴。因此測定露點就知霧產生的氣溫。

會呼吸的瓶子—自製自動澆水器

本研究希望自製自動澆水器,解決市面上一些自動澆水器的不足,所使用的材料,也希望盡量合乎環保、隨手可得或是自製,所以我們採用回收再利用的寶特瓶並以3D列印製作其內部構造,最後設計出能因壓力變化而自動澆水之器具,透過實驗此澆水器確實可以保持毛巾或盆栽土壤濕度。

開發葉綠素檢驗微量重金屬的方法

利用天然含鎂離子葉綠素較不穩定而銅葉綠素穩定的特性,藉由銅與天然葉綠素結合,檢測葉綠素螢光強度的變化來檢驗金屬離子濃度。以相機和自製光源檢測螢光,我們發現葉綠素螢光會隨著銅離子濃度變化,銅與葉綠素反應後螢光會變弱。本研究已成功發展一套極簡易、靈敏的金屬離子檢測系統,達到相當低的偵測極限,目前可以檢測到1.6 ppm的銅離子。

多面體之著色問題

如果有四種顏色可供選擇,我們想在併排四個正方形格子上(如圖□□□□)著色,假定位置是固定的若限定四格異色,當然就有 P4 4種塗法,如果四格不須異色,就有 4 4種,在同樣條件下,如果塗在一個可翻轉之正四面體上(如圖) E1表 △ ABC , E2表 △ ABD , E3表 △ ACD ,例如(一)E1 → 白, E2→ 黃, E3→ 紅,和(二) E1→ 紅,E2→ 白, E3 → 黃,根據上面的算法 是(一)(二)兩種塗法,而事實上,當(一)適常地旋轉了 120。後就是(二)了,所以應視為同一種塗法,這正多面體對稱的特性,致使塗法數減少,引起我們探討的興趣。

好玩又有用的巨蟹號

二年級的時候,自然課有玩磁鐵的實驗,我和同學收集磁鐵來玩賽,當我們比賽哪個磁鐵的磁力比較強,大家都覺得馬蹄形的比較強。我心裡想,馬蹄形的一定比較強嗎?於是開始進行研究。

盛氣凌人—探討氣泡對在流體中行進的物體阻力之影響

本實驗的目的是探討氣膜在流體中減少表面摩擦阻力的效應。本實驗利用兩個直立圓筒間的環狀空間注入流體,然後讓內筒旋轉使流體流動,再加入氣泡,測量電壓及電流,藉由P=IV 算出功率,消耗功率越多,則代表所受阻力越大。我們比較空轉、注入流體、加入氣泡之間的功率消耗關係,並以黏滯係數不同的流體,水與甘油,進行實驗。實驗結果顯示加入氣泡所消耗的功率可節省約30%~65%,在高轉速時效果益彰。

九宮八卦

從一份「發現」科學月刊中,一位宋朝數學家丁東易<大衍索隱>三卷中的下卷「九宮八卦綜成七十二數河洛書圖」,簡稱「九宮八卦圖」。依其規則創造、分析,探索出許多有趣的數學內涵及新奇發現,而瞭解到雖然外表看似神秘莫測,且距今兩千多年的【丁東易九宮八卦】,藉著數學的這把利刃,我們從中探究其內涵。創造出屬於自己的「九宮八卦圖」。

「滾蛟龍的反噬」─模糊方法對土石流發生之探討

台灣由於地形陡峭,地質條件脆弱,加上地處亞熱帶,每年颱風豪雨帶來豐沛的雨量,往往造成許多地區發生土石流災害,對人民的生命財產造成莫大損失。本文針對民國74~93年台灣發生的土石流事件,利用模糊原理與方法,撰寫程式進行模擬演算,發現影響土石流最主要的因子為總降雨量、地形坡度、集水區面積、開墾面積比、以及上游高程;其中又以總降雨量之影響最大。再配合模糊綜合評判法,即可設定在不同之降雨、地形條件下,模擬出發生土石流之危險等級,也可進一步反推出造成土石流發生之警戒降雨量,可作為土石流未發生前之參考依據。