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第一名

能小看「它」嗎─由卡車上「導風小鐵板」到「風阻力」的研究─

旅行中,在高速公路上看到:\r 1.車子在高速公路上急速前進時,所受的風力相當強大。\r 2.如果大貨車上的大帆布(雨布)沒有綁牢,被風吹起來非常可怕。\r 3.有部份大貨車、貨櫃車,在駕駛艙頂上,多裝了一塊傾斜的小鐵板。\r 我心理想著:一塊小鐵板到底有麼作用?於是請教老師,並且在老師的指導下,做了以下的各種實驗。

小丑的秘密-循環跳躍的數列

小丑手裡拿著各式各樣的球以五花八門的手法自在的拋接,在這樣拋接球的過程中,隱藏著奧妙的數學問題。若將拋接球的動作以數列的方式表示,則稱該數列稱為《Juggling Sequences》,此數列不僅可以簡單的方法,辨別出小丑拋接球時所持的球數以及所丟的高度,更可表達各種拋接球的方式。 由於小丑拋接球時,球不能在同一時間落地,因此Juggling Sequences所代表的必須為連續動作。固定週期與球數後,透過數列構成條件的探討,得到如下結果: 1. 當n

台灣蟾蜍之生態及種間變異的研究

去年,我研究蟾蜍,得到不少新鮮的知識,也認識了蟾蜍的種類。不久前,我在植物園發現一種蟾蜍,外型及習性與台灣盛產的黑眶蟾蜍相比有相當的差異,查遍了有關文獻都找不到確切的描述,懷疑可能是個體上發生變異造成的,本研究即利用其生態、型態的變異,來探討其種間變化特例。

台灣本土水生食蟲植物—絲葉狸藻的囊裡乾坤

絲葉狸藻(Utricularia gibba)為台灣本土水生食蟲植物。無根,整簇浮於水面。主要構造為一長莖,每隔1.0~1.5 cm,兩旁會長出V 型絲狀葉。生長速率約為1.56 cm /day,長可達20~30 cm。花高出水面,黃色無味,花期約3天。葉片旁會長出捕蟲囊,能捕食水中的小生物。捕蟲囊發育完全需10 天,大小約0.3~1.0 mm。入口邊緣頂端有兩支天線般的細枝,是由捕蟲囊的主體延伸而來。另有單獨較小的細枝,可能用來吸引水中生物或阻擋雜物流入捕蟲囊。在入口瓣蓋上有細小的觸發毛,當捕蟲囊處於收縮狀態下,小生物碰觸到觸發毛,捕蟲囊的瓣蓋向內打開,吸入小生物,1/30 秒內即可完成捕捉過程。約40~60分後恢復負壓蓄勢待發,準備下一次的捕捉。即使未被觸發,仍也會有自發性的舒張。捕蟲囊囊口內壁及瓣蓋上有數種不同形態的腺毛。囊口壁腺毛具長柄、頭為燈泡狀;愈往內部柄愈短,頭部略呈橢圓形。囊的頸部佈滿二爪腺毛,囊內充滿四爪腺毛及三爪腺毛。查閱文獻資料均未提到此三爪腺毛。利用彩色墨水及食用色素來觀察及探討四爪腺毛的排水及消化吸收功能,發現四爪腺毛的細胞質有奇特的變化。

波浪與潮汐之探討研究

我們為什麼要探討波浪與潮汐呢?開始的時候是因為國中物理課本第三冊,介紹有關波的現象(折射、反射、繞射)引發了我們的興趣,同時學校舉辦南部平業旅行看到南台灣風光明媚的香蕉灣,海面所產生漣漪的波浪,更增強了對海浪的深一層認識。其次抱著對浪本身的特性,就科學的好奇心所引起的求知慾,促使我們嘗試製作一台波浪槽,藉看簡單的設備和裝置,解決有關波浪與潮汐的問題,以擴展地球科學教學方面的知識領域。

溫泉我的家~藏在陽明山底下的秘密

陽明山溫泉最常見的是青磺、白磺和美人湯(鐵磺)三種,日本溫泉外觀像白磺但偏鹼性,跟北投白磺差異大。我們測量溫泉的總溶解固體量(TDS)、酸鹼值(pH)和鹽度(S),並偵測硫化氫(H2S)毒氣。同時以雨水、海水做比較,發現兩者都會影響溫泉TDS變化。溫泉中若含鹽分,如青磺,TDS會很高,青磺的TDS是白磺的20倍左右。白磺有臭雞蛋味,硫化氫反應最明顯,青磺其次,泡湯時一定要保持通風;溫泉溫度若上升,TDS也跟著上升,TDS上升,是否可預測火山地震的發生?這是值得追蹤的課題。溫泉粉跟真溫泉差異大。青磺可取代稀鹽酸幫助水管暢通;青磺泡太久,對髮質的傷害比雨水還大;青磺、白磺會生鏽加速,這可能是電器壽命低的原因;泡溫泉有助減肥、除蟲,有益健康。

正向碰撞實驗之改進與探討

在高中物理實驗 (力學實驗 13 )"正向碰撞”中,係利用紙帶打點來記錄兩滑車在碰撞前後之速度,以驗證動量守恒。但如此一來,卻限制入射滑車之貿量必須大於被撞滑車之質量,否則入射車反彈時,紙帶將無法記錄。同時也無法觀察兩滑車在碰撞過程的軌跡變化。而這二條軌跡曲線,不僅老師上課時用它來解釋正向碰撞,就是課本及實驗教本中亦有如是之圖形。因此我們便想,是否能在實驗中,一併把這二條曲線畫出呢?! 在老師的協助下,我們設計了這個簡單的實驗,能直接把兩滑在碰撞過程之軌跡記錄下來,並由圖形來求得碰撞前後之速度,以驗證動量守恒,而且不受質量關係之限制。更可進一步的探求,碰撞期間之壓縮量(接近的距離),作用的時間,恢復係數,以及當滑質量改變時,對它們之影響。

河川沙洲面面觀

外婆住在火炎山下的大安溪旁,每回放寒暑假爸媽總會帶我到外婆家去住上一段時間,印象中,在外婆家的日子,總是那麼甜蜜而美好,因為在這段時間,我沒有功課的壓力,爸媽更不會逼我去學英文、寫書法,我可以盡情的和表哥下河抓魚,上山打鳥,有時在清早,或黃昏,爸媽會帶我到大安溪畔的高高堤防上去散步,欣賞大安溪的河面風光。前年的夏天,在大安溪寬闊的河床及礫石層疊幾乎寸草不生的河灘上,我無意中注意到兩個突出在河床中間的小島,我好奇的請教爸爸,河床上怎會有小島?是什麼原因造成的?小島上的地質、生物,又有些什麼特殊的現象?那是河川中的沙洲,至於沙洲的成因,地質及生物的特徵,我就在爸爸的指導下,展開了以下的觀察研究活動。

蝴蝶人工採卵法及其應用繁殖研究

蝶類產卵不像蛾類產在一起,通常是一粒一粒分散在植物嫩葉或芽上,因此要大量飼養幼蟲,非常困難,一一須要找遍廣人山野才能採集到很多的卵或幼蟲一一費力又費時。有一次在野外採集到一雙大鳳蝶(女)用透明塑膠袋,連它的食草(橘子葉)一起帶回,準備設法使其在家裹的橘子附上產卵,不料回到家中,它已在塑膠袋內的食草上產了數粒卵。於是我得到了一個靈感:若能進一步探討出人工採卵法,使其繁殖,那麼對於研究採集蝴蝶者,將較方便,於是開始著手研究。

「振動實驗器的製作」與研究

(一)暑假參加科學研習,教授讓我們實地操作,來暸解一些物理現象,讓我們感到興趣的是有關波動(振動)現象,如( 1 )藉由示波器而瞭解聲音振動的週期性和二維簡諧振動。( 2 )梅爾得實驗:藉電振音叉與繩的振動而瞭解駐波與共振原理,其中波速的計算還是由一個我們不瞭解的公式 而得。因為我們只瞭解 v = fλ以求波速。 (二)在物理課本分子模型中讀過一個模型:粒子周圍都有 6 個粒子,且其間引力以彈簧相連接示意,我們想知道該粒子到底是作何種運動? (三)由以上研習營的活動和設計實驗,我們決心自行設計一個新的機械式的振源,又能改變振動的振幅,又能改變振動頻率的振源,又能直接測量頻率,來進行一連串的振動實驗。