全國中小學科展

第二名

不可思議的地震

前一陣子地震發生頻繁, 921 地震更是造成嚴重的災害,從電視的報導中,我們知道許多人因此家破人此,一些大樓建築物,也發生牆壁龜裂或傾斜的現象。我們對於地震產生的破壞力量、可能發生的災害以及房屋可能發生倒塌的情形十分好奇,希望藉由自製的模型來模擬地震,進而推斷房屋建築的方式和可能產生災害的關係。

頑皮根族\n──談蝴蝶蘭氣根的各種特性

去年教師節,我們到老師家駕節,發現老師家裡種了好多蝴蝶蘭。蝴蝶蘭的根蜿蜓的爬出盆外,像蟲一樣。有一柱擎天指向天空的,有垂掛下來像鬍鬚一般的,還有爬出盆外,溜達一陣又爬回自己盆內的,也有索性爬到鄰盆盆內作客去的, … … 各種怪模樣都有。我們於是要求老師:「我們何不觀察、實驗看看,蝴蝶蘭的根到底有哪些特性?為什麼總喜歡爬出盆外?和一般植物的根有何不同呢?」老師同意之後,我們就展開了這為期半年的觀察和研究。

少年「π」的奇幻旅程--不對稱切割之內外夾擊

自古以來,幾何法求圓周率,由於太執著於把圓或角度做等分,都會面臨開根號與無理數的問題。本文第一階段,改以不對稱切割來避開無理數。先定義有理數r和角度θ的映射函數T,發展出另類分割圓周的簡易方法,讓圓的外切與內接多邊形邊長都呈現為≤1之最簡正有理數,並計算初步之 值。第二階段,則藉由外切與內接多邊形對圓面積的逼近探討,來導出一個大幅提高 值精確度的加權校正公式。第三階段,更是結合前兩階段之理論,進一步推演出計算簡易的 值逼近定理:π=4xΣr(k,t)/3(2+1/1+r2(k,t))與更嚴謹的π值夾擊定理:4xΣ(3r(k,n)/3+r2(k,n))

誰"C"多了呢

愛漂亮的小阿姨每天吃很多水果,常把維生素c可以養顏美容掛在嘴邊。奶奶牙齦腫脹,牙科醫生也建議她補助費充維生素c,多吃水果。奶奶平常也很愛吃水果呀!如葡萄、甘蔗和水梨,都是她的最愛; 到底哪些水果的維生素c含量較豐富呢?引發我對水果維生c的追蹤如探究。請問了老師並且搜尋資料,促成了這次的維生素c實驗之旅!同時也可借以提供一些資料,給對於需要攝取維生素c的朋友做參考!\r

超音波反射原理的應用

近世科學日益昌明,各種專門學問幾已發展至登烽造極的階段,超音波當然亦不例外。從神話中我們知道阿拉丁有一個神燈,也知道潘多拉有一個魔箱,它們都能製造令人不可思議的奇績,如今我們有一魔鏡一一「雷達」它能增加吾人的視界,其具有超過百層阻礙的能力能夠明示道路、山脈和移動的飛機,還能....,功能遠超於神燈和魔箱,但是至今雷達仍是一秘密,且市面上無怯找到詳細的參考責料,以致不能應用於日常生活之中,所以我們想是否可以不利用無線電波而以別的波代之,來做類似雷達的工作。

數位影像分析可見光光譜

高中光學用三稜鏡或光柵分光,用肉眼判讀每條光譜對應特定波長,但誤差很大,很難客觀描述光譜顏色。偶然發現,透過光柵,可在夜間看到汽車頭燈為連續光譜、水銀燈為亮點光譜(Pic.1),從光柵看世界竟是如此奇妙。 我們只使用攝影腳架、相機、凸透鏡、刻度圓盤、1200條/㎜光柵便組裝「攝譜儀」 (Pic.2),不但成功鑑別鈉雙線,也可靈活拍攝遠方光源的光譜。 天文攝影常使用紅、藍、綠3種濾鏡,利用電腦影像疊合得到彩色的星雲照片,提供我們將「光譜影像數位化」的靈感,因為電腦不但可靈活放大影像,至少可鑑別3 萬 2 千種顏色,將各種顏色的光譜線轉成數位座標,不但可測量未知光源的光譜線所對應的波長、顏色,也成功鑑別5890、5896Å相差6 Å鈉雙線,深具實用價值。

利用沉積岩開啟大高雄旗美地區的地質秘密

利用野外實測我們發現旗尾山的位態為N45°E45°E而龍肚山為N20°E75°W,且兩者同屬糖恩山砂岩層。據此推測兩座山脈是受旗尾山西側旗山斷層影響所造成的向斜構造,因而造成兩者隔著美濃平原相望。透過室內模擬實驗發現泥的沉降和壓密過程可分成三個階段,初期泥漿水的濃度越大,沉降的速率越快;當濃度逐漸下降後,泥的沉降速率會趨近於一個穩定的值約為0.2cm/小時,最後當水中不再含有泥的懸浮顆粒時,泥受自身重力影響,開始以約0.05~0.1cm/小時速率產生壓密作用,顯示我們在野外看到的泥岩是經過長時間緩慢沉降和壓密的結果。

瓦斯熱水器的熱效率研究

前些日子寒流來襲,使用瓦斯熱水器泡個熱水澡真是舒服!但聽說汽油又要漲價,如果是真的,那瓦斯費也要漲價。想泡個舒服的熱水澡可能要耗費不少瓦斯吧!我們想:如果有「能泡個舒服的熱水澡、又能節約能源」的好法子,那不是兩全其美嗎?於是請教老師,老師回答說:可從調控熱水器的水壓調節鈕、瓦斯調節鈕及蓮蓬頭的冷熱水調節鈕來研究看看。我們覺得「節約能源」很有意義,便決心好好研究這個問題。

數學與智慧盤

大概每個人都玩過,至少看過或聽過智慧盤這種遊戲,也許你甚至有過「絞盡腦汁,苦思不得其解」的經驗。這種遊戲是舶來品,據說在十九世紀時,歐洲商店的老闆曾經明令規定,不許店員在上班時玩智慧盤,因為這些店員太沉迷於智慧盤遊戲,而疏忽了他們的工作。由此可見,這種遊戲是很吸引人的。這種遊戲是十五個數字方塊排列在一個方形盤子裹,這些方塊上分別寫 1 至 15 等整數,除了十五個方塊外,還空下一個方格,這個方格是讓我們移動盤中的方塊之用的。所謂智慧盤遊戲,就是先將盤面上的數字任意放置,然後設法移動這些方塊,使得盤面上的數字變成下面這種標準形式:如果智慧盤上的一個排列α,可以經由有限次的移動而變成標準形式,則這個排列 α 有解;否則稱之為無解。我們如何判定盤面上的排列是否有解?如果盤面上的排列有解,有沒有一個永遠行得通的方法來解?

保溫度的比較

上學期末,我們量體重時,夾克一脫「好冷」「好冷」大家都在叫,可是有些同學卻蠻不在乎,看看他們所穿的衣服,並不比我們多,那是什麼原因呢?「她比較壯」「不!」考師在一旁聽到回答「是囚為你們所穿衣服的質料以及方法不同,所以會有差別」,我們覺得奇怪,於是利用寒假中收集東西,做個比較,並請老師指導。