全國中小學科展

第53屆--民國102年

「泉」讓你知道--礁溪溫泉之探討

本研究經由調查活動,了解礁溪溫泉區之地層構造是由四稜砂岩所組成,四稜砂岩經地層變動擠壓,除了形成傾角多數為60度到80度的節理之外,也形成數條斷層。再透過實驗設計操作得知,節理越多且角度越大的四稜砂岩,其導水性越好。因此,地底的原始溫泉就順著四稜砂岩的節理和斷層湧出沖積扇,形成平地溫泉。再經由得子口溪的野外調查活動中發現,得子口溪的中、下游,因地底有砂石、泥等沉積物,溪水會從地表沉積物下滲到地底,造成溪床乾涸。結合礁溪溫泉和得子口溪地質調查及實驗設計操作的結果,本研究設置了「礁溪溫泉」模擬裝置以實驗探討之並依實驗結果推測礁溪溫泉區的溫泉泉溫變化情形。

蜻蜓點水,漂洋過海

我們從自製水漂發射器,經由高速攝影機拍的片軌跡與運用kwon3D軟體探討影響水漂彈跳次數的因素,找出打水漂彈跳次數最多的方法。得到實驗結果如下:一、在同發射角度下,彈力越大,則第一次觸水距離越遠;但在同力道下發射角越大,則第一次觸水距離不定遠。二、使水漂功彈跳起的最佳入角度為12度,我們稱為「黃金角度」。三、水漂並不是直線運動,而有弧度的落且各觸水點的出水角皆大於入,且水漂每彈跳後的兩觸水點間距離會「變小」而高度差也。四、成功打起水漂的共同特點是從發射器出時,水漂不會在空中翻轉。而無法使水漂成功彈跳一次時,發現水面呈「束狀」分析其入角度均未符合,發現水面呈「束狀」分析其入角度均未符合10°~15°間。

利用上升氣流滑翔的紫斑蝶1:1比例模型-揭開紫斑蝶飛行的秘密

我們想探討小紫斑蝶(1)、斯氏紫斑蝶(2)、圓翅紫斑蝶(3)、端紫斑蝶(4)四種紫斑蝶翅膀的結構、特性與長程飛行的相關性,從研究結果發現:一、翅膀面積依序是:(3) > (4) > (2) > (1)。二、展弦比值是:(4) > (2) > (3) > (1)。三、定點飛行距離比較依序是:(4) > (3) > (2) > (1)。四、四種紫斑蝶在風洞實驗中(紙板坡度20∘)時高度並無明顯差異,但隨著角度升高,上升的高度漸漸產生差異,上升高度比較依序是:(4) > (3) > (2) = (1)。五、上反角較低時紫斑蝶飛行距離較遠。六、後翅在針對縱向平衡方面有較顯著的影響,尤其是後翅的後緣下降對紫斑蝶模型造成直接下墜的影響。七、生態保育應用:以擋板模擬護網比紗網的效果來的好,其中檔板上端的角度在60度時,可達到最佳的飛行效果,且可以避免紗網造成的沉降現象,達到保育的目的。

戰地金門礁岩上的迷彩攀岩戰甲-四齒大額蟹

金門四面環海,歷史上經過軍事的洗禮,長期受到軍事管制而封鎖海岸線,造成海岸成為金門居民無法接觸的神秘地區,因此得以保留珍貴、原始的自然生態環境,形成擁有豐富海濱生態資源的寶庫,近年來金門逐漸褪去戰地的神秘面紗後,挖花蛤、淨灘、散步、觀夕陽、攝影及捕魚等活動,讓海岸逐漸成為居民的休閒場域,2004年因應島嶼水資源匱乏問題,開工興建金湖水庫,2009年啟用後,開通了本校下湖學區到峰上的便道,讓峰上的生態環境資源成為學校得以應用教學的場域,也造就本次科展有機會挑選礁岩上的四齒大額蟹進行研究,針對其構造、行為、雌雄辨別、棲息環境等進行觀察研究,讓我們一起探索這個偉大奧妙的生物寶庫吧!

探根之旅之木炭大翻身

木炭是常見物質,若將它磨成粉拌入土壤對豆科植物生長會有何影響?氮為生物體內蛋白質﹑核酸的主成分,空氣中的氮植物無法直接吸收,須依賴共生根瘤菌行固氮作用(Nitrogen fixation),將氮轉換為植物能吸收的有機物。以往拌入碳粉在農業研究上皆針對玉米﹑稻作…等,甚罕見對豆科植物影響的研究,因此我們以豆科植物(四季豆、毛豆及紅豆)作為實驗對象。以炭粉拌入土壤,觀察所栽種豆科植物外觀及根部(根瘤)的生長,發現拌入碳粉土壤明顯有益於豆科植物生長;另外也比較了施予氮肥和拌入碳粉的植物(株)豆類生長數據,發現施於予氮肥生長的情形卻不如拌入碳粉的植株。綜合實驗結果,拌入碳粉比施予化學肥料對豆科植物生長為佳,這是重要的發現。

手機電子門鎖

相信很多人出門時都會忘記帶鑰匙,或是鑰匙在路上掉了,只好等外面還沒回來的家人回來幫忙開門,雖然現今市面上的鎖琳瑯滿目,但每種鎖均有美中不足之處,如有鑰匙孔的喇叭鎖,熟練的人輕易就可打開,遙控鎖雖然安全實用,且市面上已經有許多可破解、盜拷遙控器的設備了,但是現在有了手機與門鎖的結合,以數位科技替代傳統機械以鎖,就可以輕鬆的出門只要帶手機就可以,就不需要再帶一串笨重的鑰匙,也使出門的方便度增加不少。

逆光飛行-穿越封鎖線

逆光飛行意謂著光線的反射,由於光線在穿過透明板時會產生反射或穿越,倘若只有一層透明板時,光線穿過透明板只有一種方式,但如果將透明板的數目增加到三層或四層時,光線就有可能反射0次、2次、4次…或2n次(n∈N)後穿越所有的透明板。同樣數目的透明板,假如固定反射次數時,穿越所有的透明板的方法數會有幾種?它們之間的關聯性即為我們想要探討的主題。

「POP-UP」-立體書中三角立基的研究

本研究目在探討立體書中三角立基各種角度與高度的關係。結構角及黏貼角的組合會影響到站立角及站立高度,並進一步影響到基盤開合之間時三角立基頂點的移動角度及移動高度。一般立體書中最常見的設計為「結構角≦90°及黏貼角>90°」,本研究計算移動高度的結果建議,製作立體書的三角立基結構角要≦90°,而且結構角越趨近90°,黏貼角也趨近90°(≠90°)時具有最大「POP-UP」的跳高效果。在製作立體書中的三角立基時,如果已決定結構角與黏貼角時,可以對照圖5-4-2找到書本合起來時的頂點高度,就能計算出基背最大容許長度=10/頂點高度×(書本寬度X)。

走完一圈有多遠─探討1×1×n之長方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑

延續 彰化縣第52屆科展優等作品「走完一圈有多遠-探討1x1x1之正立方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑」除了找到該報告的缺漏外,更進一步地討論在1x1xn之長方體面上一點出發的情形。我們利用 三角不等式、畢氏定理、二次函數等概念得到 1.從1x1xn長方體頂點出發,走遍六面回到原點的最短路徑長為 √2(n+2), 0≤n≤2 2√n2+4, n>2 2.從1x1xn之長方體上1x1面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √32+(2n+1)2, n≥1 √2(n+2), n≤1 3.從1x1xn之長方體上1xn面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √(2n+2)2+22, 0

神鬼膠封~植物渣與膠水結合之應用研究

硼砂水+膠水後混和出來的「彈力球」是小朋友最喜歡的玩具。他不但很有彈性,而且可以任意變形。「矽膠墊」是許多機器的保護套,它能減少機器的碰撞。我們將一些廢棄植物渣加進硼砂水和膠水,製成植物渣軟塊。並用矽膠墊裡的矽膠來進行實驗比較效果,透過墜落、加熱、黏性、無毒、載重、反彈、酸鹼以及隔音等實驗。發現許多植物渣軟塊和矽膠的結果各有所差,讓我們一起「彈」出新發現吧!