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第一名

神奇的尺

本研究探討一支刻度很少而長度為整數 Kcm 的節約尺,這支尺可以從 1cm、2cm、3cm、…,量到 Kcm,我們找出最大的 K,並且探討尺的間隔數和尺長的關係。我們發現有 N個間隔,一定會產生種間隔,尺長不會超過 cm。我們還找出了間隔組合總數的算法,當間隔數越多,間隔組合總數就越驚人,從幾十萬筆資料中,我們找出了 1~8個間隔的最佳解。當我們把這些間隔組合總數算法所形成的數列排在一起,發現這些數列竟然和巴斯卡三角形有關。

釣魚臺上假釣魚

同學們在自然教室的水槽裡建造了一個大型水族箱,再利用計步器,搭配浮力原理,製作一個「計數瓶」,可以掛飼料放在水族箱裡,每當魚兒咬飼料的時候,就會觸動計數器,以此了解魚覓食行為的大致情況。接著擴大範圍,先後把計數瓶放在30 條、60 條魚的魚池中40 分鐘,偵測魚咬飼料的次數,藉以找出「魚數量」與「次數」的關係,再把計數瓶放在未知魚數量的魚池中相同時間,就可估算魚的大約數量。藉由這個裝置,同學們估算出中正紀念堂魚池裡的魚數量。另外,發展出「魚密度」(Fish Density, FD),做為大面積水域中魚數量的參考值。定期偵測FD 值,可了解該水域生態正在改善中,或是在惡化中。[註]本實驗的釣魚臺是指計數瓶裡的小元件,與領土爭議無關。

台灣牙刷黴菌之探討

生物圈內有許多腐生性的微生物,它們在自然界中扮演著極重要的角色:同時也在顯微鏡底下呈現出美麗的世界。其中有一群具有金黃色菌絲,並有孢子堆柄形如牙刷的真菌更是美妙無比,在實驗室中,只要有顯微鏡即可研究之。因此,我拿它來作為課外之研究題材,想藉此研究以了解其生活史;且據文獻所載:世界上目前被鑑定出之牙刷黴菌有 12 種,而我在實驗中只發現三種,希望能繼續發現在台灣的其他種,使台灣之牙刷黴菌有更完整的資料。

摩擦熱的測定研究

我們把雙手來摩擦,慢慢的手就暖和起來;如果拿鋸子鋸木板或用鑽子在物體上鑽洞,也會產生很高的熱。因此我們便知道摩擦會生熱。可是各種摩擦所產生的熱,到底有多少?我們怎麼樣來測定呢?這種疑問引起了我們研究的興趣,便著手進行。

HEY!你這個吃塑膠的小傢伙

為了更加了解「微生物分解塑膠之過程」,我們開始從周遭的土壤中做篩菌,並使用市面上常見的生物可分解塑膠PLA及回收場蒐集的PLA做為我們篩菌的目標物,透過觀察乳化過後的PLA透明度變化,找出最有效率的一株菌種,再開始進行純化,如此反覆操作,直到找到我們所需要的單一菌落。送去鑑定機構分析結果發現這株菌的酵素跟菌保中心專門分解PLA的菌都有產生PLA分解酵素的基因片段,同時這株菌是新種,所以我們將它命名為「HEY」。此菌在能與菌保中心的菌一樣分解PLA的同時,也能有效分解另一種生物可分解塑膠PHB,所以我們開始測定「HEY」對PLA以及PHB的分解效率。

遠離「塑」命-海需要開發淡菜足絲

近年來馬祖海漂垃圾及廢水污染的問題日益嚴重,對自然海景與生態環境的破壞力不容小覷,於是我們欲找尋替代物減輕對環境的傷害。馬祖餐桌上必有的美食-淡菜,食用前總把不可食用的強韌「足絲」剔除,我們由此天然的廢棄物作為發想,逐一透過實驗結果證實淡菜足絲的強度、耐熱、耐酸鹼、可染色和可分解的特性,符合作為尼龍替代物的需求;特別的是足絲同時具備優異的吸附重金屬能力,將使環境可逐漸恢復最初的潔淨。運用足絲的各項優點,我們開發出各式生活編織品及淨水器。足絲有著環保、低成本、功效佳等優點,因此可透過廢物再利用達到減少海洋汙染的期望。

同餘方程研究

縱觀同餘方程理論的發展,雖已有十分輝煌的成就,但二次剩餘卻還僅止於有無解的判別,而沒有良好的求解方法,有之,僅是以嘗試法,逐一代入求解(如李恭晴先生著整數論第 61、61 頁解 X =21mod 37 ),或以逐步捨棄法,去其不可能數,待數目較小,計算不太麻煩時,直接代入試驗得之(如數論導引第 48 頁,解 X=73 mod 127 ) ,這些方法在理論上,雖非站不住腳,但其不夠完美乃人盡皆知,尤其是數字一大,困難更是接踵而來;至於一次同餘式,目前更有多種形式的解法,那些理論雖稱完備,但其演算過程,都不夠單純明快,更由於不能一氣呵成,所以,也很難避免不必要的失誤,有鑑於此,而研究一次同餘式的連分解法,及中國餘數定理研究,以及二次剩餘的二次非剩餘解法和平方試驗法,這些方法及名稱,均為作者自己假設,希望能彌補時下理論之不足,並願以此新的嘗試,為您帶來一段思考的愉快時光。

閃電二號--水平感應發電機之研究與應用

水平感應發電機是一個結構簡單的發電方式,如何使水平發感應電機產生最大電力,並\r 將發電的電力應用於生活上,本研究主要的內容,磁鐵排列方式能產生電力,線圈圈數與發\r 電力大小、線圈的大小與發電,線圈的形狀與發電,漆包線的粗細與發電,磁鐵與漆包線距\r 離與發電大小,磁鐵數量轉換次數與電量大小,線圈的串並聯的應用以增加電力的大小,磁\r 鐵磁力大小與發電量,線圈中加入鐵塊所產生的電力大小,水平感應發電機應用在腳踏車的\r 照明。

「蛹」「帶」生命

昆蟲通常是環境最好的偵測器,今年3 月22 日上午9:30 在雲林林內約有60 萬隻紫斑蝶從觸口飛越過中山二高,歷時4 小時後才慢慢消失在八卦山區。這個享譽國際的紫斑蝶遷移群對我們來說是代表檢驗台灣環境健康的一個正面指標。一年來,我們飼養了大白斑蝶、紅珠鳳蝶、大鳳蝶、黑鳳碟、玉帶鳳蝶,觀察其生活史,並改良拍攝方法,利用數位攝影將蝴蝶各時期的微妙演化拍攝下來做成完整紀錄,包含了幼蟲孵化出來吃第一頓餐、幼蟲結絲墊準備結蛹、來回吐絲約15 次才完成絲帶的固著、然後脫殼成蛹、羽化成蝶等過程。更發現帶蛹似乎都會近似某種特定角度在樹枝上結蛹,而查閱文獻都沒有相關的研究。從自然界的觀察與測量發現多數帶蛹的蛹身與絲帶夾角均為90°、蛹身頭部常與地面平行的機率頗高,而且蝶蛹與樹枝的夾角大多介於20°~40°。於是自行設計測量器材進一步驗證:當蝶蛹與樹枝夾角為30°、蛹身與絲帶夾角為90°時絲帶的張力最小,和野外統計的結果不謀而合,而蝶蛹巧妙地運用此一原理來度過12 天至4 月不等的蛹期。我們再以物理方法尋找帶蛹的重心位置約在中央部位,絲帶張力約為蛹身重量的80%。不禁令人讚嘆大自然的奧妙!

國產酒酒精含量相關因子探討與酒精濃度測定的實驗

從國中理化課本陸續學到物質密度求法、溶液濃度求法、比熱測定法、物質分離法、液體蒸發以及熱量計算法後,使我們很想利用這些科學知識和方法進行對國產酒的試驗,以達學而致用的願望。