全國中小學科展

第53屆--民國102年

安全型任意門檔

門,是家中建築必備之設施,市面上雖有多樣的門檔可將門固定住,但均需於牆壁上鑽孔以鎖零件,且只能將門全開使用而已,但於實際生活中,常需以半開的方式以達隱密、遮陽或通風的需求,如此之需求引發了我們的研究動機與目的。於研究中,我們經由文獻探討,利用了偏心輪的傳動,彈簧的彈力,進而以橡皮的摩擦力達到阻止門的活動,經過不斷的討論、研究與實驗,再由實物的切削製作組裝與測試、修正後,終於得到心中想得到的產品。安全型任意門檔可以不用於牆壁上鑽孔,門板就可以固定於所需的任意位置,且可藉由旋轉螺紋,以調整彈簧壓力的大小,進而改變摩擦阻力而達到阻止風的吹襲,更有防止誤推拉的安全裝置,如此更符合生活之需求。

五節芒裡的發光小精靈

新竹縣尖石鄉山區,發現一種能於黑暗中發出可見之淡綠色螢光的五節芒,且皆必定是遮蔭處潮濕傾倒斷裂腐敗的五節芒片斷,其餘六個樣區經日夜實地採樣勘察,皆未發現發光樣品。經密集且大量之多株五節芒切片顯微鏡觀察,打光與暗房攝影比對,確定發光生物是一種文獻尚未記載之陸生黴菌,該黴菌與五節芒之間可能呈專一共生性。由實驗觀察此螢光黴菌生活史可分為三期:細絲期、藻狀期、珊瑚狀期,其菌絲有分枝且多核無橫隔,絕大部分皆分布於細胞內,細絲期可藉由菌絲穿過細胞壁上較薄之壁孔以散布其族群。該黴菌之螢光經實驗結果証實能誘導菌絲朝向營養源生長,以利菌絲進行聚集配對,並進行有性生殖。分類先暫定為無鞭毛黴菌門、接合菌亞門、接合菌綱之新種。

客製化警示出口證

現今大樓每樓層以及每間房的出入口都會有避難逃生指示燈,本組觀察了許多地方,所表現的出入口逃生指示燈,似乎沒有太大變化,也沒有人願意把此指示燈改變更豐富化一些,而本組重新設計,不光只有燈光,應該再額外加上聲音警訊以及回饋機制,故本組決定開發此一設備,以維護真的發生在你我週遭之天災人禍時,可以因應不同的意外災害來進行避難時應有的應變措施,把傳統制式避難逃生指示燈徹底改頭換面,不僅要多樣性、還要特製化,可以提供一般住宅區或商業大樓使用,更可以推廣至工業用較易發生工安意外地方使用,而設計此一產品目的是使本產品真的可以提供給每個不同需要的人,可以立即獲得所需安全性且有保障的提供指引到下一個更安全的地點。

『流』『鹽』追追追 ─ 海洋密度流之探討

本實驗藉由調整溫度差及鹽度差來模擬密度流在三維海洋空間下的分段時間流動,利用簡易器材模擬不同變因下的流動差異,可應用於地球科學之洋流模擬。實驗後發現溫度差或鹽度差增加使密度差加大,則洋流流速加快;且溫度差主要影響不同緯度間的水平橫向運動,鹽度差主要影響不同海層的鉛直交替運動。其中還發現低溫的下沉水團產生崩湧現象,會因堆積崩毀產生一陣陣加速潮。另外觀察到混合增密現象,發現此現象由兩密度相近的水團混合產生,混合後水團密度增加而呈三角結構下沉,但若密度相差太大則不發生,且溫鹽度差越小越易混合,但溫鹽度差越大則密度增加越多。在綜合模擬中看到,由於溫度分布變化較大,故海底的水流多屬溫度控制的水平流動。

探討磁場中不同載流硫酸鹽溶液的轉動效果

我們觀察磁場與電場交互作用下使電解質溶液轉動的現象,進而探討溶液轉動效果與溶液中離子的相關化學性質。首先由文獻資料中所提的實驗開始改進儀器設備與實驗方法,使測量轉速方式容易操作與測得數據,並使儀器微型化與減少藥品量,達到節能省碳的目的;並發掘多項影響轉速的變因(中心銅線粗細、電極與磁極的配置、中心銅線與磁鐵中心的相對位置、溶液多寡、濃度、電壓),掌握因素後,才獲得穩定的數據。起初求得溶液轉速與電壓大小有正比關係,又發現在相同電壓與濃度時,使用不同硫酸鹽,溶液轉動的轉速不同。其大小關係為 硫酸銅 > 硫酸亞鐵 > 硫酸鋅。經相關實驗探討後,提出V外 = V化學反應 + V離子移動的假設來說明此轉速關係。並以硝酸鹽驗證此假設。在求證過程中,又發現相同濃度且不同鹽類時,解離的離子數目也是影響轉動效果的重要因素之一。 (1) V外 :由溶液外部的電源供應器所提供的電壓。 (2) V化學反應:溶液中進行化學反應所需的電壓[=V化學反應(正) + V化學反應(負)]。 (3) V離子移動:溶液中造成離子移動的兩端電極電壓。

迷霧森林-銅樹銀枝的微觀探討及初步碎形分析

本研究以生物學研究器材(立體顯微鏡)一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界;又以數學分析(碎形理論)計算金屬樹維度;再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。銀樹在不同介質(濾紙、洋菜凍)的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類,碎形維度1.77±0.17;銀樹似枯枝狀,維度1.65±0.04。顯微鏡下,紅褐色銅樹如珊瑚,銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀,則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式(平放、斜插、直插)而有差異。本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算,誤差很小,值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。

龍菌物語

由2009年台灣國際科學展覽會的優勝作品「從麵包蟲體內分離出可分解保麗龍之菌種」中,我們知道麵包蟲腸道內有可分解保麗龍之腸道共生菌-紅菌。 利用傳統厭氧培養的方式,我們進一步研究發現,除麵包蟲外,體型較大的麥皮蟲其腸道也具有共生菌-紅菌和白菌。藉由兩者菌相比較,麥皮蟲的腸道中,白菌較多(佔80%),紅菌較少;而麵包蟲的腸道中,紅菌較多(佔75%),白菌較少。當我們以保麗龍為碳來源的無機培養液篩選時,白菌無具有分解保麗龍的能力,紅菌則具有。最後,分離出可分解保麗龍的五株菌株:SR429、SR7412、SR8514、SR8515及SR851,而且皆由麵包蟲分離而來。 藉由細菌生理特性分析,發現五株菌株型態皆為厭氧菌、球菌、格蘭氏陽性菌,生長情況比較:30℃>25℃>20℃。未來將探討其最適合生長的環境(溫度),希望可以大量培養可分解保麗龍的菌株,及未來找出此些菌株可分解保麗龍的酵素,以期能降低保麗龍所造成的環境污染。

天上的星星不說話,海上的眼淚藍如畫

(一)馬祖海面的藍眼淚現象是「夜光藻」大量發光形成。(二)夜光藻是圓形單細胞透明生物,無毒,以體內的發光酵素等物質與氧氣氧化產生螢光(邵廣昭,2000),直徑約0.1cm,若仔細觀察,肉眼可見。適合夜光藻生長的海溫是17℃~22℃。PH值在7.9~8.4之間。鹽度是千分之19~千分之29。比重在1.014~1.022。海水中的夜光藻數量少時,溶氧量高,測量數據為10.5;數量多時,溶氧量低,測量數據為4.0。(三)在氣溫21~24℃、累積降雨量130mm以上、平均海平面氣壓1006~1010 hPa最適合夜光藻大量繁殖,當夜光藻大量繁殖時,會在海面發出淡藍色螢光,形成「藍眼淚」美景。

電子稻草人

本發明為一種安全、自動、無毒、環保的驅鳥裝置。以保護農田,避免穀物被鳥類吃掉。本發明包含下列三大部分:一、全自動電源供應系統:包含太陽能電池,小型風力發電機,蓄電池。二、綠色雷射旋轉燈:就是把綠色雷射燈安裝在旋轉盤上,使其對400公尺直徑範圍內的農田,每3~5分鐘旋轉一次,鳥類看到綠色燈光掃過,就會驚嚇飛走。三、控制系統:包含一個光敏電池連接自動開關,使上述裝置在早上以及傍晚開啟,中午以及晚上關閉,因為鳥類通常在早上及傍晚出來覓食。

示波器動畫

示波器,替代我們的雙眼,深入電路,呈現最真實的電壓信號。連結CH1,將輸出訊號以閃電般的光束穿梭在電路和示波器之間。這回,不再是週期規律的正弦波,更不是排列縝密的方波,而是一場前所未有的視覺饗宴。若你對示波器的定義,只不過是台工具罷了,那可就大錯特錯了,我們將一段經由策劃、計算,轉換而成的音訊信號輸出,打破以往的觀念,經由示波器顯示,引領各位重回7O年代以單調色彩、詼諧內容所發行的黑白電影,讓電波活靈活現,在屏幕上放映著未對外公開的大作。