全國中小學科展

2013年

得不到愛的左翅雄蟋蟀

為了解黃斑黑蟋蟀左翅在上變異型的遺傳性狀是否可以經人擇選種過程加以保留,以此探討其在族群內遺傳特性及其存活的指標。材料來自國家地理紀錄片中介紹的台南新化蟋蟀養殖場。在養殖場進行採樣調查黃斑黑蟋蟀的左翅位置比例,結果約佔2%,與李俊康(2009)觀察標本的結果2.05%的比例極為相近。由此可見,在這種蟋蟀族群中不論標本或是活體,左翅在上蟋蟀確實存在只是仍為少數,同時發現雌蟲左翅在上變異型的個體,比例約為雄蟲的九倍。本研究希望透過遺傳及演化的觀點,來了解左翅在上變異型的個體,各部位型態學性狀在族群中存在的可能原因,以及蟋蟀族群中為何右翅在上的真相?並且能從其型態的參數,找出左翅在上仍然存在的原因。

Escher狂想曲

本研究運用兩套方法,成功的化簡、篩選眾多結構;配合繪圖檢驗,證明了六邊形共有20種對稱拼貼圖結構。透過本研究,在適當軟體的支援下,使用者可快速且精準的設計出富有創意的密貼圖樣;所有的圖形結構亦可被更加廣泛運用。運用本研究理論與結果,我們撰寫了一Visual Basic程式,可供使用者快速方便判別任意的六邊形磁磚是否可對稱拼貼;最後,我們將研究結果應用於相關立體圖形,如:環面(Torus)、圓柱曲面(Cylinders)及莫比紙圈(Mobius Strip);運用前人的研究,再配合本研究結果,將可以有更廣泛的應用,如:阿基米德立體圖….等。

數形合一

這份研究是關於一個「數形合一」的問題,研究的主要目的是找出同時具有兩種圖形數身分以上的數。研究結果發現雙重多角數必定存在,但個數可能有限個也可能無限多個,有些雙重中心多角數是有限多個,有些雙重中心多角數是無限多個,但令人意外的是同時是K角數和中心K角數的數卻皆是永遠是無限多個,我對其模式進行了探究並加以具體分類,並說明原因。研究過程中發現遞推關係可以大大簡化計算的步驟,可簡潔快速的求出這些數。我也證明了同時是三、四、五角數的數只有 1。此外,我將研究應用在熱門的平衡數(balancing numbers)和NSW數(NSW numbers)等上面,應用多角數的研究解決一些熱門的問題和找出了圖形上不證自明的結果。

水中的華爾滋

本實驗將小型塑膠圓片置於水中釋放模擬落葉的運動模式,發現圓片與水平之夾角呈現週期性變化,變化範圍會隨著時間改變。在運動幾個週期後,變化範圍會被限制,此時為穩定狀態。在水中加入鋁粉以觀察圓片運動時流場的變化,提出分流模型與最短時間原理,發現此模型可以解釋圓片的轉動機制。

利用熱溶劑法製備鐵硒超導奈米片及特性之研究

本研究發展一套熱溶劑法合成鐵硒奈米超導體,並嘗試發展出新的元素摻雜方式。由此熱溶劑法所合成之鐵硒奈米超導體具有特殊的八邊形奈米片結構,除此之外更具有20K之超導臨界溫度。接著我們嘗試以吡啶溶液對奈米片進行插層的動作,雖然插層並不成功,但我們卻由此得知20K之超導臨界溫度是由鹼金屬的摻雜所促成。故我們調整熱溶劑法的反應環境,使得結晶與摻雜兩步驟在一反應系統中同時進行,透過此方法我們成功將更大量的鹼金屬摻雜至結構當中,且能以替換鹽類的方式來摻雜不同鹼金屬,由此方法所合成之鐵硒奈米片明顯具有比原先更高的超導臨界溫度,且仍保留原有的特殊八邊形結構。最後在改善量測的方式時我們更意外的發現較大的奈米片具有不同的物理性質,在磁性量測中約40K處有明顯的抗磁訊號產生,因此我們推測特殊的奈米片也有可能是影響超導臨界溫度的因素之一。而由於本研究在製成技術及樣品性質上皆有極令人耳目一新的突破,故可望在講求能源效率的今日有所貢獻。

大屯火山群磁場分布測量與分析

近年來許多研究顯示台北的大屯山底下可能存在岩漿庫,而最近一次的噴發可能約在5000年前,於是我們決定利用地球物理方法對大屯山做更進一步的了解。由於磁力測勘是了解火成岩區的重要工具,而且前人對大屯山的磁力探勘似乎著墨較少,所以我們決定使用磁力對大屯山進行測勘。測區包含了公路以及步道的部分,量取資料後,我們經過一些標準的程序得到磁力異常值,再利用極化修正將資料修正得更直觀,並用修正前後的資料繪出的圖與溫泉露頭、地表岩性等做比對。最後我們利用物理方法得到相對的居里點深度,希望能進一步了解大屯火山群的地熱活動。我們研究後認為:大屯山下方的居禮點深度較深,地熱活動較不活躍,而七星山到大油坑間的居禮點深度較淺,地熱活動則較旺盛,可能有岩漿庫存在。

整係數多項式裡有乾坤-平衡多項式

本文主要研究以數學方法探究物理上的平衡問題,將物理與數學的代數、數論、組合及幾何做了緊密的結合,並導出幾個有趣的結果。文中得出n的因數結構與平衡多項式的關係,以及平衡多項式與平衡問題一般解的關係,並進一步探討其平衡的排序策略及個數。再則將平衡多項式引入複數平面,可以看到許多有趣的幾何性質,並進而回歸至物理的應用。

妊娠禁忌中藥對斑馬魚胚胎發育之影響

本研究探討斑馬魚胚胎發育的不同時期,妊娠中藥對胚胎及仔魚的影響。在受精後第0小時(初期)、12小時(中期)或24小時(晚期)加入不高於人類用量的保產無憂方、當歸芍藥散與芎歸膠艾湯。每12小時觀察胚胎發育的情形;待仔魚孵化,比較其差異。結果顯示:(1)初期給予當歸芍藥散、芎歸膠艾湯不會造成胚胎死亡,但保產無憂方隨濃度增加而死亡率增加。(2)晚期給予保產無憂方,胚胎發育略有延遲,但全數存活,且劑量越高效果與控制組越相近。(3)三味藥均使發育延遲,尤以初期加入高劑量最為明顯。(4)中期或晚期給予安胎方皆造成仔魚體型縮短。(5)低劑量當歸芍藥散和芎歸膠艾湯使孵化後第四天仔魚運動總距離增加。我們建議,當歸芍藥散和芎歸膠艾湯在初期可用,但保產無憂方為胚胎發育後期之安胎順產藥劑,不適於早期之使用。

PALF As Alternative In Novelty Composite

Pineapple leaf fiber (PALF) which is rich in cellulose, abundantly available, relatively inexpensive, low density, nonabrasive nature, high filling level possible, low energy consumption, high specific properties, biodegradability and has the potential for polymer reinforcement. The utilization of pineapple leaf fiber (PALF) as reinforcements in thermoplastic form for developing low cost and lightweight composites Pineapple leaf fibre (PALF) is one of them that have also good potential as reinforcement in thermoplastic composite. The objective our research is to characterize PALF and to investigate the effect of fibre treatment on the mechanical properties of PALF reinforced polypropylene (PP) composite PALF was obtained from pineapple plantation after the harvesting. The we dry the PALF to remove the water. Next step is grind the PALF into small particle. Both PP and PALF were compounded using internal mixer machine prior to compression moulding via hot press machine to form a sheet. After forming the composite sheet, samples were prepared for tensile test (ASTM D638), flexural test (ASTM D790) and impact test (ASTM D256).

ELECTRONIC STUDENT-TEACHER POLL ATTANDANCE SYSTEM

Our goal is to make roll call systems at schools technological. While Rolling Call system is getting technological capacities some useful outcomes occur as well like; To remove the cost for class books by abolishing the class books used for roll call To eliminate mistakes with the usage of class book .(The numbers written incorrectly) To save again a large amount of waste paper( The short messages will be send to the parents instead of mailing the letters to the their adresses once a week about their students' absance.) To improve communication among school and parents ,by this way to prevent various kinds of problems arising from absenteeism. To make teachers school boards more efficently and motivated besides their affairs will get easier as well. To save time of school managers(They have no Works like saving the absenteeisms into e-school network because everything including all the absenteeism info will be carried into the system automatically) To save time of each lesson the teachers will not loose time for the roll call ,so they will be able to devote their time to their students and training. -Technological polling mechanism will contribute to education, this contribution will make all the students and teachers happy because all the teachers carry concern whether their curriculum will be finished or not through this system recording all the rests of teachers because of illnesses and some national celebrations.