全國中小學科展

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第二名

色香味俱全~「蠅」得勝利

本研究目的是探討果蠅對顏色的喜好程度,也針對水果的種類、氣味做一系列的研究。從這個科學研究中,探討果蠅的習性中是否會因為瓦楞板的顏色、停留的位置、水果的味道而有所不同呢?我們利用自製果蠅膠黏板,每天記錄果蠅被瓦楞板沾黏的數量,找出果蠅最喜好的顏色。接著,使用水果吸引果蠅的注意,找出果蠅最喜歡的水果種類。我們可以利用這些研究發現,製作成果蠅誘捕器,讓室內、外的果蠅達到有效的減少族群數量。

英文單字接龍之演算法探討

透過在程式上的設計,來探討不同方法之間玩英文單字接龍的差異及各方法的優缺點,並試圖尋找最長的連接路徑。

沙阱內的秘辛--探討蟻獅幼蟲建造沙阱策略與捕食間關係

本研究探討蟻獅幼蟲(統稱蟻獅)的生態行為,包括牠步行方式、建造沙阱過程與捕食間的關係。結果一:步行特色(1)在沙地上蟻獅每分鐘平均0.86±0.08cm向後走,沙地外每分鐘平均以35±2.42cm快速行走。(2)都會出現180°大迴轉後,改以反方向走。(3)會走出類正多邊形,最後形成『類等角螺線』的路徑。結果二:(1)頭部能向後側仰達90°,證實拋沙的構造是在頭部。(2)頭部的面積大小為0.01cm2〜0.04cm2,可以承載0.0004g〜0.0018g的沙量。(3)蟻獅建造沙阱,最大射程為0.565cm~2.88cm,因深度加深而縮短;最大高度0.357cm~2.43cm,因深度加深而增加。結果三:直徑與深度與體長大小沒有關係,但是與當時埋伏的半徑、深度有關。結果四:捕食的速度,頭部同方向掉落獵物 > 頭部前方掉落的獵物。

盤根錯結(II)

在第三十三屆科展中,巧遇結的問題。於是便在第三十四屆科展“盤根錯結 ”中展開研究,於全國科展中由朱建正教授的指引,使我們對結的領域認識更深,並強調了結的分類仍是個未解的謎。而在上屆科展亦有接解類似分類的工作,故本作品延續上屆作品來展開研究。

小單帶蛺蝶的生存策略探討

去年和弟弟進行科展研究時,在小坪頂的小溪邊發現一隻正反面斑紋不一樣的蝴蝶掉落水中掙扎,將之救起拍照後放生。照片沖洗後比對圖鑑為小單帶蛺蝶之雄蝶,並由圖鑑上發現不但雄蝶翅膀背腹面圖案不同,連雌雄蝶之間的圖案也不同,這種差異到底在其生存適應上有何意義引起我們極大好奇。但收集相關資料後只有生活史中的形態和採集記錄,其他相關資料均極缺乏, 因此乃動手進行在台北盆地的分布調查及飼養觀察以了解其生活史。從初步飼養成果中,發現小單帶蛺蝶生活史中幼蟲在顏色及形態上都呈現豐富的變化,同時體表也布滿駭人的刺突,並且具有很多和一般蝴蝶不同的行為。例如多數蝴蝶產卵在植物的嫩芽或幼葉.上,以方便孵化的初齡幼蟲能哨食到而小單帶蛺蝶卻產卵在發育完全的老葉片上;多數蝴蝶幼蟲都將排泄的糞便撇棄,而小單帶蛺蝶幼蟲卻將糞便如珍寶般保存並善加利用。這些飼養過程所發現的奇特現象,在野外生存適應上的意義為何是我們要探討的重點,因此乃以飼養資料為基礎,選擇台北市立動物園蝴蝶公園為樣區,進行野外觀察建立基本資料,並探討這些特殊習性在生存適應上的意義。

解套─咱們的數學

上數學課時,老師教我們玩<河內之塔>、<虧格>,進階地玩<解套>又叫六子連芳。種類多勾起了好奇心,引發與師長、同學一系列的探討,看到了中國人的智慧、藝術和幽默感。

「量點」中的「亮點」---自製螢光光譜儀研究量子點之螢光性質

量子點以水熱法合成,反應物是檸檬酸與乙二胺,反應條件為150℃、2.5小時,經透析膜純化後,得黑褐色液體。有廷得耳效應,紫外光可見光譜最大吸收波長340奈米,而在紫外燈下,會發出藍色螢光,且螢光放射波長460奈米,是以碳為主要組成原子的量子點。利用牙膏盒、空白DVD片、數位相機、積木與紫外燈,結合電腦軟體Image J分析影像與Excel,自製螢光光譜儀,可測得量子點螢光放射波長450奈米,非常接近實際值。再以自製螢光光譜儀研究,發現量子點在含酒精或離子強度強的鹽類水溶液,如氯化鋇、氯化鈣,螢光強度會增強;水溶液pH值小於5或大於9或在硫酸銅溶液螢光會降低,故需調整溶液pH值在7附近,使螢光恢復。

刀具研磨附件設計製作與分析

我們先利用現有的小型砂輪機製作一個研磨裝置,可以研磨銑床用倒角刀,學校實習課常有中心?斷裂,所以我們回收中心鑽研磨成倒角刀再利用。刀具在切削過程有不同的刃角、隙角及斜角,倒角刀在切削時刀端角(鑽唇角)為90度,同時也應有傾角(斜角)及隙角,因此我們設計的裝置可以研磨出這些角度,經過初步的設計後,可以研磨倒角刀,可是操作不易。後來我們發現利用偏心的方式來研磨間隙角,重新設計以集塵式砂輪機為基礎的研磨附件,可以研磨鑽頭的鑽唇間隙角、端銑刀的底刃間隙角及以回收中心鑽研磨成倒角刀。我們將研磨完成的刀具做實際切削,並利用光學投影機檢測刀具研磨的效果。當研磨裝置的偏轉位置在刀尖前方時,研磨的間隙角為負角,無法切削工件,偏轉位置在刀尖處及刀尖內側,可以研磨出正的?唇間隙角,就可以?削工件。同時當刀具挾持中心線偏心時,也可以有不同的?唇間隙角研磨結果,偏心量越大時,?唇間隙角越大,刀刃越銳利,強度就降低。

混出美麗新視界

本研究主要透過光的三原色(紅色、綠色、藍色)來分析顏料顏色。首先將紅、綠及藍三色發光二極體的光經過障礙物,觀察到光的三原色及顏料三原色(洋紅色、青色、黃色)的混合現象與關聯,藉此建立以光的三原色來分析顏料顏色的技術,並做為原色示範教學。其次,以混色色卡為樣品,量測紅、綠、藍光之反射功率,並利用光的三原色比重將顏料顏色用數值表示,也就是量化。最後,從顏料三原色量到的紅、綠、藍光之反射率,可模擬出不同比例顏色混合下的紅、綠、藍原色比重,與實驗相符,以此方法可以獲得某一顏料顏色的洋紅色、青色、黃色原色組成比例。基於此研究,我們提出顏色混合比例分析儀的構想,並驗證便宜的光敏電阻可做為此構想的量測工具。

投射與圖形的變化

有一次,我們看到陽光照射在走廊圍牆時,發現圍牆的圓洞,隨陽光變換而有不同(圓的變成扁的),難道形狀和陽光有關嗎?它的影響是怎樣呢?我們結合圓形與比例的關係,動手做做看有那些變化。