全國中小學科展

第二名

嗨!金沙!—海金沙型態與生理之研究

本研究主要觀察海金沙 (Lygodium japonicum)與毛葉腎蕨(Nephrolepis hirsutula)及鳳尾蕨(Pteris multifida Poir.)的葉片,比較三者上、下表皮葉綠體分布及氣孔數目、大小的差異;並比較三者蒸散作用速率及葉軸維管束的差異,及測量海金沙攀爬於粗、細水管的所能承受的下拉力。發現三者葉片的上表皮葉綠體多集中在細胞邊緣,下表皮葉綠體多均勻散佈在細胞中,且海金沙葉軸維管束中木質部較發達。海金沙單位面積平均氣孔數及總周長均比毛葉腎蕨和鳳尾蕨為多,海金沙葉片的蒸散作用速率較毛葉腎蕨和鳳尾蕨為快,且越高處海金沙羽葉的氣孔總周長越大,蒸散速率越快。故從實驗推論,海金沙有較強的蒸散拉力而能將水分運輸至頂端。在真實與模擬海金沙葉軸所能承受下拉力實驗中,也推論細水管較利於海金沙攀爬。

球面檢驗規

圓弧及圓球之檢驗,雖可以利用投影比較儀及圓弧規量測,但若已圓弧規來量測,則僅屬比較性質,故其公差部分無法確實測得,因此,研究球面檢驗規,以求快速檢驗,並可適用於學校學生實習、技能檢定圓球之量測。

石梯坪珊瑚之初步研究

珊瑚,在一般人的印象中,可能只是擺飾在珠寶店內的裝飾品;由於牠具有堅硬的骨骼及固著生長的習性,使人誤以為是植物,軟珊瑚也常被錯認成海綿。事實上,珊瑚是一種動物,種類十分繁多。 一般人所說的“珊瑚”,通常是指牠的骨骼,這些骨骼是由居住在骨骼內的“珊瑚蟲”分祕碳酸鈣所形成的,經過了長時間的累積,便形成了各類小生物的棲息場所──珊瑚礁。隨著海岸地殼的變動,珊瑚礁也可能露出海面,造成海岸的特殊景觀。然而,並非每一種珊瑚都有造礁能力,且因種類的差異,造礁能力各有不同。一般說來,石珊瑚的造礁能力最佳,而軟珊瑚則因其分泌碳酸鈣的量極為有限,所以無怯造礁。 珊瑚的生長情況與環境有密切關係。臺灣東部沿海大多為岩岸地形,且有黑潮主流經過,頗適宜珊瑚生長。石梯坪海岸地勢平坦,每逢退潮之際,便露出廣大的海蝕平台。一般而言,珊瑚需生長於低潮線以下,我們因礙於技術及經驗限制,不能潛水考察,所幸石梯坪海蝕平台上分佈各形各式的潮池及海蝕溝,即使退潮後仍沒於海水面下,溝池內有各種珊瑚的分佈,種類頗富變化,且活動上沒有安全顯慮,值得一探究竟。於是我們決定選擇石梯坪潮間帶作為此次野外考察的場所。

讓振動現形 ── 垂直振動的顯示與擴散研究

音叉的振動或敲鼓時鼓皮的振動,雖然可以感覺得到,但是他振動的時間太短且振動的速度太快,觀察他總讓人感覺不夠明確。本研究是透過各種方法要創造出一個可以量化、可以明確顯示振動大小的儀器,並以此儀器做振動擴散的研究。

它是超新星嗎?談我國古代對「異」星的辨識

1987年2月23日,加拿大多倫多大學謝爾頓(I, Shelton),在大麥哲倫星雲中,發現了一顆星等+5等的超新星,震驚了世界的天文學者,也帶動了一股研究超新星的熱潮。在我們上地球科學的同時,對於此孕育深遠,然在極終前一刻併發它生命光華的星體大爆炸,也概略而簡要的介紹。但我們發現,超新星的大爆炸,並非經常性,而是數百年才會出現一次的特殊現象。因此要對此有所研究,便要藉助歷史悠久且文化發達的古文明史料。但是我們在分析史料時,卻發現原來古人對於「異」星的辨識,並不是很清楚。於是我們利用中國古代的觀測資料,配合現代科學的理論基礎,做為我們探索「異」星奇妙現象的起步。

幫老師動腦筋

自然科學第四單元“硫酸銅的沉澱”上課時,依照課本的順序要配製各種不同濃度的硫酸溶液,再進行實驗。當配製的時候,我們覺得各組配製溶液顏色有些不同,可能濃度不對,便去請問老師,怎樣檢驗硫酸銅溶液的濃度,每想到老師卻說這是個傷腦筋的問題,老師想要檢驗同學配製的濃度對不對,也是沒有辦法檢驗。我們覺得應該研究出一種檢驗的方怯才好,而且還可以把研究成果送給老師,以後老師就可以檢驗同學配製的濃度對不對,不必傷腦筋了。

平流層瞬時暖化與北極震盪之長期關係

近年來氣候變遷的加劇使生活於地球人類面臨了空前挑戰,此次研究將以長期觀測數據深入探討近年受到科學家重視的「平流層瞬時暖化(SSW)」對於大氣的影響性,及與SSW、「北極震盪(AO)」的相關性。在此次研究利用NCEP/NCAR Reanalysis分析了1991~2012年間發生SSW期間的大氣參數,我們從資料中發現自2000年起至2010年,緯向平均風場於SSW期間皆發生代表主要暖化的方向反轉,打破以往每2~3年發生一次主要暖化的頻率,顯示近來年主要暖化發生的頻率增加。另外,SSW對於對流層上及地面附近也有一定影響程度,在10mb SSW高峰日後約五天時間,極區100mb與1000mb皆出現氣溫上升的現象與中低緯度氣溫下降的現象發生。最後,10mb SSW高峰日後6~9天,臺灣在氣溫上將會有近10度不等的降溫情況發生,且持續數天。

我抓得住它──虛像

利用『視高-三角形法』推導平面鏡、凸透鏡和凹透鏡的虛像位置,所得到的式子完全相同,並確實驗證課本中有關平面鏡後的虛像,準確度極高。再進一步測量凸透鏡虛像,用相機拍攝凸透鏡面上像的視高度,推算出虛像的位置及大小,再求出焦距,以上兩點支持本實驗方法的可信度。在國中無法測出凹透鏡虛像位置,而高中以視差法及視線插針法測量凹透鏡虛像的誤差極大,本實驗『視高-三角形法』,不論在實驗數據的取得或是焦距的一致性均優於高中課程。另外當物體在凸透鏡的焦點外,雖在另一側成倒立的像,但因觀測者(眼睛或相機)位置不同會有不同的結果,若實像的位置落在觀測者的後方,將觀測到正立的像,如果落在觀測者的前方,將觀測到倒立的像。

植物被「蟎」住的真相

本組經過野外調查,發現神澤氏葉蟎(Tetranychus kanzawai)在植物上的結網的過程、生活史、傳播的方式,以及牠們特殊的生物行為後,經文獻查證,假設許多與神澤氏葉蟎的生物習性,實驗設計葉蟎對光、熱的忍受程度和族群的消長,研究出葉蟎對在不同環境下的生物反應與族群密度關係,最後並以生物防治用天敵來控制神澤氏葉蟎的量,意外發現,利用牠寄生於小花蔓澤蘭做進一步防治的研究,實驗初步成功的以葉蟎控制小花蔓澤蘭的效果,期待未來能更深入研究提出有效控制小花蔓澤蘭的顯著效果。

臺灣常見菊科植物之應用

有許多昆蟲是人類或動物疾病攜帶者的主要或中間宿主。大多數的化學驅蟲劑對環境造成嚴重損害。因此,迫切需要開發新的無污染驅蟲劑和抗微生物劑。在本次研究,我們從臺灣常見六種菊科植物中,使用蒸餾水與絕對酒精來萃取花朵和葉子的二次代謝物,並針對原核生物種:大腸桿菌(Escherichia coli-DH5α)與枯草桿菌(Bacillus subtilis)及真核生物種:果蠅分別進行抑菌實驗及驅避實驗。結果顯示本實驗挑選之菊科植物:孔雀菊、長柄菊、南美蟛蜞菊、大黃菊(壽菊)的二次代謝物確實有殺菌及驅蟲之功效。研究目的是為人類開發以植物為主的抗菌與驅蟲物質以提供健康與環保無污染的新選擇。