第51屆--民國100年

Domino是一門學問，其中「推推樂」只是多數人對骨牌的刻板印象。其實它有著「物理」碰撞和「數學」推砌的多樣變化，而本研究在探討骨牌效應及極速下的物理現象。研究分別就 速度實驗、因子實驗與「Taguchi－田口法」實驗三階段進行。在經多次實驗記錄、討論，提出結論如下：一、骨牌間傳遞速度呈現暫態週期性，不同因子呈現不同變化週期。二、骨牌效應下發現，骨牌間距小、質量輕、重心於中心趨前及擺錘質量大、撞擊角度大，速度效應最佳。 三、極速最佳因子研究中，經分析因子實驗數據，依照田口 法最佳化實驗，並經驗證後發現，最佳因子組合是：骨牌間距小（2cm）、骨牌重心中心趨前、擺錘質量重（22.24g）以及撞擊角度大（90°）。與單一因子實驗呈現高度相依。

這個研究在探討：竹筒裡是真空的嗎？還是有空氣呢？如果竹筒裡有空氣，竹筒裡是否含有二氧化碳與氧氣？如果竹筒裡有二氧化碳與氧氣，二氧化碳與氧氣的含量是多少？竹筒裡會不會產生溫室效應呢？本研究的特點：我們想以五年多來自然課所學到的知識與實驗方法，利用自然教室的基本設備，進行以上的探究，希望能揭開竹筒裡的奧秘。由於沒有精密的檢測儀器，我們就設計了竹筒裡的氣體與人體呼出的氣體、普通空氣的比較實驗。因為人體呼出的氣體與普通空氣的含量，書本中有數據可以參考，我們可以將實驗的結果進行相對含量的測定，推估竹筒裡的氣體中二氧化碳與氧氣的含量。

本研究以不同種類的溶液進行味覺刺激，探討美洲蟑螂前腸肌肉活性的調節作用。透過觀察口器反射與紀錄嗉囊及砂囊的肌肉電位圖(electromyography, EMG)，比較不同味覺刺激物對口器吸吮反射與消化道肌肉的放電性質的調節作用。我們觀察到蟑螂的消化道由橫紋肌所構成，有別於人類消化道主要由平滑肌所構成。口器對麩胺酸的味覺刺激有明顯的反應，而由EMG的紀錄得知，葡萄糖溶液的味覺刺激可增加嗉囊肌肉的放電幅度；而麩胺酸溶液的味覺刺激可增加砂囊肌肉放電幅度，推論葡萄糖與麩胺酸各可引發嗉囊與砂囊肌肉的收縮活動，此作用為前饋作用，就是在生理反應發生前的準備作用；若以清水清洗口器時，亦會引發前腸肌肉的放電行為，推測為清洗口器時引發吞嚥反射所致。

本研究使用水珠結晶法，以低倍數顯微鏡，快速且容易的觀察到結晶的細部變化。再以加蓋、過濾、重力與音波為變因，探討其對晶體成長的影響。過濾可以去除晶種，使晶體呈現分散式生長的機率高。加蓋蒸發慢，晶體成長慢，容易有高透明度的規則晶體。水珠中過飽和度濃度的高低與均勻，會影響晶面上各點的成長速率。速率不一致，晶面上會出現紋路。高頻率聲波，疏部與密部也會造成晶面旁的濃度時高時低，導致晶體出現不規則。反觀晶型只與離子半徑比有關，離子半徑比0.414~0.732間，會形成立方晶系（正立方體晶體）。但若半徑比越接近0.414，晶體越容易吸水，形成含有結晶水的晶體。半徑比越接近0.732，越容易形成長棒狀的晶體。

在台灣，養殖漁業相當普遍，尤以吳郭魚之養殖最為興盛。本實驗以使吳郭魚成長更為良好為目的。我們取吳郭魚腸道內的微生物進行分離，確認分離後為單一菌種，並將之增殖。其後以菌液混入液態飼料餵食本實驗的實驗對象─斑馬魚，觀測魚的生長狀況，藉以判斷該微生物是否對魚體產生正向影響。在本實驗中，有發現兩菌種有助於斑馬魚魚體增長。但，希望之後能以吳郭魚苗為實驗對象，再次確認上述該兩種對斑馬魚有益之微生物對吳郭魚是否亦如此。盼最終能將之製為生物製劑，藉以提升吳郭魚的產值。

本研究以2科5種不同的蠼螋：普通真肥蠼螋、黑環真肥蠼螋、濱海肥蠼螋、日本球蠼螋、四刺球蠼螋之採集、形態特徵與捕食動作、自我防衛、挖洞及游泳等生活習性之探討，並針對五種蠼螋的棲息環境做模擬佈置、進而飼育達六個月以上，期間並成功繁殖了五種研究的蠼螋；對於五種蠼螋棲息地的溫濕度、酸鹼值作一歸納表，並列表比較不同種的蠼螋之行為、飼育環境及外觀特徵等的不同處。 針對果園病蟲害物種－東方果實蠅做生物防治研究，發現2種蠼螋(日本球蠼螋及四刺球蠼螋)對其幼蟲具有極強烈的捕食性；比對果園已存在的蠼螋的棲地得知兩種蠼螋之生長環境有相近之處，利用此點，可於果園調查生態環境並適當數量野放，可做為生物防治的極大幫助。

本研究之試驗項目包括測試糯米之物理及化學性質，以及糯米添加糖、碳酸鈣後之拉力試驗、耐震度試驗及韌性試驗。其研究成果如下：（一）試體搗碎程度越高其各項表現越佳。而糯米漿試體會隨放置時間增加，使各項試驗結果有先升後降之趨勢。（二）試體添加糖分，有效提升糯米漿在七天時的黏度表現。（三）試體添加加熱過蛋殼粉比未經加熱蛋殼粉的耐震度提高。（四）試體添加蚵殼造成材料不均勻，使其7天耐震性強度下降，但有效提升1天耐震度強度，也提升拉力與韌性的強度表現。（五）試體添加纖維可有效提升糯米漿的黏度，其中對加入椰子、絲瓜纖維強度改變較大。

本文主要研究共邊三角形的內切圓半徑，如圖，給定任意∆ABC，D為BC邊上的任一動點，分別用r1,r2表示∆ABD,∆ACD內切圓的半徑，則r1=r2時，r1+r2有最大值。若將此圖看成在一個公園裡有四條路AB,AD,AC,BC，今興建圓形湖泊並利用木棧道連接湖的中心與馬路，若要求湖的中心到路的距離和3(r1+r2)最大使遊客們能充分欣賞美景以促進光觀效益，則此時r1=r2。最後也將此性質推廣到多圓的情形。

由4x3的方塊中，在缺一方格下計算總方格數的挑戰為起點，我試著探討在缺塊n x n的正方形中總方格數和 任取一個位置方格(x,y) 或 任取出二個橫向位置方格[(x,y),(x,y+1)]、縱向位置方格[(x,y),(x+1,y)] 後之規律性及函數的關係，如下圖所示。並定義在未缺塊的正方形中，總方格數為C(n)，且C(n)=Σk2。 研究結果顯示，其函數式經由二種規律性 (A)一般性及 (B)遞迴性 求得，結果如下: 一、 任取一個位置方格(x,y)之總方格數二、 任取二個橫向位置方格 [(x,y),(x,y+1)] 或 縱向位置方格[(x,y),(x+1,y)] 之總方格數

本實驗研究斑蚊在孵化、結蛹及羽化各期受外界影響的因素。少數幼蟲缺乏食物時，具抗餓性可活很久。氣溫升高，蛹與成蚊期提前並延長存活期。避光下，幼蟲、蛹、成蚊存活較久。蛹羽化受外界影響小。白線斑蚊在22~25℃和40~45℃易孵化，埃及是在30~35℃。光線對埃及斑蚊結蛹影響不大，卵在正常光30℃與避光25℃適合孵化；白線分別是25℃與22℃，在避光下結蛹率最高。埃及斑蚊在151.55 lux易羽化，白線為503.8 lux。水中1元硬幣愈多，對一齡及三齡蟲生存威脅愈大。一齡蟲無法在銅片和含銅溶液中生存；在含鋅溶液中活久一些；含鉛溶液中仍可結蛹、羽化。水中放含銅較高的1元或50元，可阻斷幼蟲生長，每300ml水中放入4個以上1元為有效比例，揭開許願池中硬幣防治蚊蟲的祕密。