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第一名

「隱」人入勝——探討中型金蛛與長圓金蛛之隱帶生態功能

金蛛屬(Argiope),是圓蛛科的一個屬。不論長圓或是中型金蛛其隱帶的長度與體長成正相關。研究中隱帶的長度與環境溫度、照度和風力的數值相關性不高。而在複式顯微鏡下發現隱帶的構造有疏密之分,為了解有隱帶的蛛網在承受風力以及獵物衝擊時的振動模式,以釣魚線及蠶絲製作仿生金蛛網,發現具有隱帶的蛛網其振動幅度較小。收集金蛛隱帶,檢測隱帶反射光後的光譜分布,結果發現疏隱帶的反射光譜,強度最大皆為黃橘光。仿生網受獵物撞擊及風吹的震動幅度:無隱帶>直線型隱帶>十字形密隱帶>疏隱帶。研究顯示疏隱帶為穩固效果最好的,仿生隱帶支撐仿生網可減少振幅。而蠶絲仿生網的振動幅度較釣魚線小,穩固性較佳。

菌菌有味—真菌及塔粉綠尺蛾幼蟲食草選擇之探討

本研究主要探討塔粉綠尺蛾食草選擇與其葉內真菌之關係。觀察培養四種植物(烏臼、鵝掌柴、白匏子與島榕)葉內真菌,以真菌生長、菌絲與孢子形態辨識真菌種類。當我們以烏臼葉內間座殼菌屬(Diaporthe sp.)真菌與不同植物放在一起時,幼蟲有取食原為非食草的白匏子葉片,而島榕則有嘗試啃食之現象;此外,飼養過程中我們發現取食烏臼的塔粉綠尺蛾幼蟲糞便較其他種幼蟲易長出真菌,進行幼蟲糞便與消化道真菌培養後,皆有與葉內真菌相似的菌體形態。我們推測烏臼、葉內真菌與塔粉綠尺蛾間的交互作用關係之一可能為:烏臼透過葉內真菌誘使塔粉綠尺蛾雌蛾前往產卵,經幼蟲食用葉片後所排出之糞便以作為葉內真菌傳播的媒介。

「層」次「分」明—濃度與色素吸附力關係之探討

本實驗藉由濾紙色層分析法,以水性黑色顏料為混合物,探討各種沖提液在不同濃度下對色素吸附力的影響,並得知鹽類是鑑別展開距離的關鍵溶質。我們也發現,以氯化鈉為沖提液,「低、中、高濃度」都有其各自的區間,並有不同斜率。斜率的改變,是由於正、負離子互相吸引程度不同,而導致靜電力的消長。只要找到濃度區間交界點並做分段,就可得到極佳的線性關係,並且可以應用於未知濃度的檢測。 最後我們發展出解釋模型,根據「水合離子」的性質、條件,可說明沖提液中的離子在本層析實驗中的關鍵作用;也能完整解釋離子種類、濃度、帶電量多寡所造成的影響。

大海發怒了-海嘯的成因與海底地形關係之研究

我們的研究主要由「海嘯的形成原因」、「不同海底地形對海嘯的影響」、「日本與台灣地區的海底地形與海嘯發生的關係」這三面向進行探討。實驗中,我們發現斷層錯動情形與高度都會影響海嘯波的形成;不同水深會影響海嘯波前進的速度;不同的海底地形,也會影響波浪形成的高度。此外,海岸形狀部分,我們模擬峽灣地形,來瞭解不同的灣口夾角大小對波浪的行進或高度是否有影響。最後,我們藉由「Google Earth」,來觀察日本與台灣地區附近地海底地形,針對日本311大地震出現巨大海嘯的地點進行分析,以進一步實際模擬台灣海底地形發生海嘯時的情形,希望藉此了解發生大地震時,台灣附近海域出現巨大海嘯的可能性,並分析可能造成的影響及潛在危機。

圖形中的奧妙─特徵矩形論

我最近和同學在玩益智遊戲時,突然發現棋盤上的格子,四個角落部是同色的,而在生活上我們經常也可以看到不同顏色的小正方形磁磚中有許多這種四個角落同色的大正方形。這樣的發現引起了我的好奇,因此展開我的研究之旅…。

鬼斧神工─觸口附近的小褶皺探究

提起觸口,不禁令我們想起 ─ 天長地久。因為假日,爸爸常常帶我們到位於觸口的這兩座吊橋下遊玩。\r 有一次在無意中,發現岩壁上砂頁岩互層的地層中間,有許多彎曲的小褶曲,有的呈現 U 字形,有的是倒 U 字形,其至有的像躺下來的 U 字形。這些岩層,一會兒向東彎,有的一會兒向西彎,各種奇怪的形狀都有。回想去年上到「地層」這一課時,在課堂裡老師曾經提到「觸口斷層」,更引起我們強烈的心願,想研究這些奇形怪狀的東西。

相對運動

在觀察一些幾何圖形的過程中,引發了研究的興趣,從中得到了一些領悟很想把它發表出來。

「陽極」變魔術,「鈦」舊換新 --以陽極處理法探討TiO2奈米管最佳形成與應用

在本實驗中,我們找出最佳生長二氧化鈦奈米管的電壓與電流,經退火後產生降解效果最佳的銳鈦礦相。利用陽極處理法在不同參數下找到生成二氧化鈦奈米管最佳降解條件,結果顯示,我們降解亞甲基藍在60 min內已超過50%,甚至在90 min 可達近100%,而我們所使用的鈦切片只有30 x 30 mm2大小,這表示,如果製作更大的鈦片,或是放入數量更多的鈦片,降解的效果更佳。實驗過後更自行組裝一台能夠有效降解的儀器。我們處理過程有三大優點:(1)製作二氧化鈦奈米管只在常溫下利用電壓供電,且不需要許多試劑或是複雜的過程,符合綠色環保。(2)降解過程十分快速有效,只要在紫外線照射下,即可以降解。(3)屬於固態表面催化,操作簡單易回收且重覆使用性高。

依「山」傍「水」好空氣?-「氣」捕社區汙染源

本校依半屏山、傍水泥廠,每到了春秋冬季除了紫爆的PM2.5汙染,更是不時聞到刺鼻的臭味。當我們發現水泥廠噴出大量白煙時,本校頂樓的微型氣象站PM2.5數值就會激增,足見所噴白煙含有粒狀汙染物。 從模擬地形季風風向的乾冰實驗,發現無風時水泥廠周圍CO2濃度增加,在不同季節的風向中,東北、西北、北北西風亦會依著半屏山地形將上風水泥煙霧帶到社區周圍及山腳區域。從不同煙囪高度模擬實驗,發現煙囪高度超過山的高度時,CO2濃度明顯降低。 從各地雨水、落塵蒐集檢測結果,發現本社區及下風處區域所測得的pH值均大於本市平均值,足見水泥廠所飄出之鹼性粉塵嚴重影響社區環境。 因此除了希望工廠改善排放設備,也建議增加煙囪高度,降低對鄰近社區的汙染。

變形Chebyshev尋蹤記-連續函數與多倍角公式研究

本研究考慮的主要問題: 若非常數之連續函數f滿足∀m∈N,∃P(x)∈C[x] s.t.f(mx)=P(f(x)),其形式應為何? (一)、若考慮函數範圍為解析函數,則f(x)的形式必為下列三者之一: (1).axn+b (2).akxn +b (3).acos⁡(kxn)+b,其中a,b,k∈C、n∈N (二)、若將考慮函數範圍改為:連續函數f:[0,∞)→C,則f(x)之形式必為下列三者之一: (1).axk+b (2).akxn +b (3). acos⁡(kxn)+b,其中a,b,k∈C、n∈N