全國中小學科展

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第53屆--民國102年

聞「硝」色變、聞「乳」喪膽

測定市售蔬菜顯示結球作物由於使用大量農藥及化學肥料,使此類結球作物富含高量致癌前驅物質(亞硝酸),本實驗利用植生型乳酸菌進行蔬菜發酵製成泡菜,觀察種菌及自然發酵(無額外添加菌粉)的各項變化。有添加植生型乳酸菌之泡菜菌數上升速度較快,且較市售的多,pH值的變化亦顯示其速率較自然發酵來的快速,並降低污染及失敗機率,故添加植生型乳酸菌進行泡菜發酵對於泡菜製作具極大的優勢。此外由糖度對照酸度、pH值、酸度的數據顯示,其糖度的消耗與酸度的生成呈現正相關,故乳酸菌及調味料的添加對泡菜發酵具有決定性的影響。再觀察亞硝酸數字,強制接菌的泡菜,不論是否有調味或未調味都可抑制亞硝酸之生成,甚至可以分解亞硝酸或中和亞硝酸,但是在市售的韓式泡菜並無發現乳酸菌的生成亦無發現亞硝酸,推論因為含有防腐劑所致。

放鬆「心」體驗-利用心率變異性探討音樂與精油按摩的放鬆效果

都市生活充滿著壓力與緊張,若能獲得真正的放鬆,那怕是片刻都能讓人得到紓緩並精神百倍。本研究目的為利用心率變異性探討音樂與精油按摩的放鬆效果。共有32位高職二年級女性受試者經過五種情境各10分鐘的放鬆體驗:1)聆聽放鬆音樂;2)頭頸按摩;3)頭頸精油按摩;4)頭頸按摩加上放鬆音樂;5)頭頸精油按摩加上放鬆音樂。實驗蒐集了受試者客觀心電訊號及主觀情緒量表資料。結果顯示:1)聆聽放鬆音樂、接受頭頸按摩與不從事放鬆行為情境下的放鬆效果相似;2)受試者接受頭頸精油按摩時產生的放鬆效果,較不從事放鬆行為顯著;3)聆聽放鬆音樂可以延續頭頸精油按摩帶給受試者的放鬆感受。本研究結果可供相關服務業者參考,讓人們皆能體驗最佳放鬆效果。

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。

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。

我真的抓得住你-腳踏車剎車動能能量的轉換

本研究利用腳踏車剎車時的能量,設計製作轉換成電能的裝置,創造一台發電儲電的環保腳踏車。經過多次的改良,我們完成了有效的方法,將腳踏車剎車時的動能轉換成電能,也能輔助剎車系統的剎車效率,達到「綠色能源」、「節能減碳」的目標。現在大家追求節能減碳,能夠一邊騎一邊發電、充電的腳踏車裝置越來越多,但是我們發現市面上這種可以一邊騎一邊發電的腳踏車裝置,其能量主要是我們多費力造成的。而我們的作品是利用腳踏車剎車時本來的動能因摩擦變成熱能所應浪費的能量來進行發電,這樣不但不會比較費力,而且是把本來會浪費的能量收集起來使用或儲存,達到真正節能的效果。我們最後成品『電輪3代』發電盤與摩擦盤合而為一,模組化的型式更有實用價值。

酵順地球

這次的研究是要了解如何利用新鮮果皮、黑糖,發酵三個月來製作環保酵素。首先,本研究先製作酵素,並利用不同比例及發酵時間長短不同的酵素來探討。在清潔功能等實驗,我們發現效果十分好;分解實驗,我們還發現酵素可以讓美工刀變銳利、分解鐵鏽和汙垢。最後,探討酵素對生物的效果,發現酵素可以較快讓種子發芽。從各項實驗中大致上綜合酵素的效果最好,發酵越久的酵素效果也越佳;比例方面則是各有不同的比例,其中1比10的比例在大部分的實驗上效果是最好的。所以從以上的實驗,我們發現酵素擁有神奇的功能,另外在製作酵素時所產生的臭氧還能修補臭氧層呢!製作酵素、使用酵素、少用化學清潔用品,「酵順」我們的地球!

連續正整數的鈍角三角形劃分

對於集合 S={k,k+1,…,k+3n-1},考慮其所有三元子集的劃分,我們研究在其中所有子集皆含有的一致性:鈍角三角形。文中給出了對於初始值 k 尋找 n 的方法,並證明其存在性。對於所有 k 我們都能給出 n 的下界,並且發現這下界其實是相當緊的,如果能給出遞增性並且將極小值都構造出來,我們即可將所有 n 最小值之上下界差皆壓至1。在文末我們期望能夠從解析方面來對這問題進行更深的剖析,所以對於一類鈍角三角的的劃分方式給出了其必要條件的限制,並且同時作出關於全體鈍角三角形的等價類分組方式。

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。

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。

水流倒退嚕---研究水的附壁現象

本研究主要設計多種實驗方法,了解水流通過曲面時,影響附壁力大小的各種變因,藉以了解在日常生活中倒水或實驗室中使用燒杯、量筒等,為何只要一個角度不對,水就會不聽話的沿杯壁流下。我們利用高度差造成不同的出口壓力,自製水流量控制器精準的提供穩定水流,才能在不同流量速率,使用下列方法來研究附壁力: 一、測量水流流出杯口的水平射程。二、傾斜容器測量開始有附壁流與全部附壁流的臨界角。三、測量水流沿圓柱流動的水平位移。四、自製儀器來測量水流的黏滯力和附壁力的大小。使用上述方法所得的結論大致相符,增加實驗結果的可信性,我們歸納出常用容器的附壁作用程度和容器杯口的形狀關係,體會到小小的設計卻有很深的科學原理隱含其中。