全國中小學科展

第53屆--民國102年

非蠅不可-蠅進入捕蠅器內活動情形之相關研究

本實驗主要針對蠅的特性,以食物誘集法設計了十一款不同的捕蠅器去捕捉蠅,並經過十二次的實驗,以長期觀察和數據統計的方式,去比較哪一款的補蠅器成效最佳,最後為十號捕蠅器的效果最佳,因此我們推論是因為餌離洞較近,蠅能夠輕易嗅到食物腐敗的味道,才會進入捕蠅器中,藉由上層透光,下層不透光的反差設計,可有效引誘蠅類進入上層而找不到原來的出路。同時我們在捕捉到蠅後,將蠅放入我們製作的飼養箱中進行長期觀察和錄影,發現蠅的生命力旺盛,在補蠅器中,多習慣向上移動。它們在溫暖的生活環境中時,便會在餌中產卵進行繁衍,我們也發現,當蠅在溫度較低時,活動力較小,生長的周期會比較長。

百變蛹士-探討日本紋白蝶蝶蛹顏色與環境的關係

室溫在17℃-23℃時,日本紋白蝶Pieris rapae 完成一個世代的時間,約在28-44天。化蛹台的試驗中發現,夾角60-90度間是最適合紋白蝶化蛹的角度。紋白蝶化蛹後三天內,蛹色仍然會隨著環境變化而改變。飼養紋白蝶的容器粗糙則蛹色較深,在不同背景顏色及不同色光影響蛹色的試驗中,蛹色由深到淺依序為藍、紅、黃。經由以上三個試驗的結果,我們推論影響蛹色最重要因子,是光的照度。因此進行一、五層黃色玻璃紙的試驗,發現一層的蛹色呈現綠色帶黃,而五層的蛹色則呈現咖啡色。在不同光照角度的實驗中,發現越接近照度大的位置,紋白蝶化蛹時的蛹色會較淺,而靠近壓克力底部,蛹色則較深,證實影響紋白蝶蝶蛹的顏色,最主要的因子是光的照度。

Great ! 土肉桂 !

土肉桂葉茶非常甘甜又有點辛辣,味道很香很特別,經查資料得知,土肉桂葉具有抗氧化力,葉子內的精油具有抗菌效果。實驗發現以快鍋水煮土肉桂葉15分鐘,可以製成高抗氧化力的甘甜飲料。土肉桂葉液與其他飲料進行抗氧化力的比較,其抗氧化力表現不錯,所以高抗氧化力的土肉桂葉液,是值得發展的健康飲品。實驗發現運用自製簡易的蒸餾設備所蒸餾萃取的土肉桂葉液,可以有效的抑制黴菌,適合作為『天然殺菌洗手液』。75%之蒸餾萃取的土肉桂葉液可作為砧板抑菌液,每天以噴霧方式,抑菌效果可以維持至少24小時。100%之蒸餾萃取的土肉桂葉液可作為皮屑芽孢菌的抑菌液。

長腳捷蟻~迅速如雷的侵略者

長腳捷蟻的食性研究發現,液態食物中,對蜂蜜及果糖的喜好度最高,每隻約停留17 至18 分鐘;而在固態食物裡,以新鮮的果蠅屍體最為愛好,在放下食物時,3秒內,就將一隻果蠅屍體搬走。接著探討其攻擊行為中發現,在狹小空間,因為容易發現侵入種,也更能準確的噴灑蟻酸,導致對方死亡,致死率很高,特別是針對體型相近的大黑山蟻,會以最大量的族群數展開攻擊。最後,在翻巢實驗中,當外在因素干擾穩定巢穴時,工蟻除了迅速將卵、幼蟲及蛹搬離外,更有多數的工蟻進行混淆,干擾天敵發現卵、幼蟲及蛹的機會,這些行為皆表現出對幼體的保護以求族群的延續;實驗期間我們在偶然中,也發現長腳捷蟻為多蟻后形態,且每隻蟻后皆擁有可生產的地位。

風神演義-循環風扇的秘密

本研究在於探討「循環風扇」與「一般風扇」功能上與結構上的差異處,並針對「循環風扇」三種主要結構 ─ 導流罩、風洞圓筒、中心圓板等構造,結合風力發電機與電壓計,設計測量風力與最遠有效風距的實驗。另外我們實地在教室中進行氣流循環實驗,比較兩者風扇間造成氣流與循環速度的優劣性,歸納使用風扇促進教室氣流循環的最佳效率,以期能達到節省能源的最大目的。實驗中發現「導流罩」是影響風扇「風力及最遠有效風距」的最大因素,其中以「漩渦狀導流罩」能使風扇吹的風更集中及更遠。在教室氣流循環實驗中我們發現「一般風扇」的表現比「循環風扇」好,能帶動氣流範圍較廣,其中以對著「對角線」吹送的效率最佳。

高速鐵路轉向架動態分析

本研究的目的是要分析高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態,並描述當時的運動狀態和發現有益與有意義的結果。分析後的結果發現,高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態是屬於非線性的情況,因此,嘗試以非線性振動理論來描述當時的運動狀態。初步結果顯示,以KBM非線性振動理論來描述當時的運動狀態,可發現共振對列車行駛安全性有影響。

平面切割~探討平面與共點的n條直線對交點數與區域數的影響

n條直線最多可把平面分割成n2+n+2/2個區域,如果這些直線有平行或共點的情況,其區域數會比n2+n+2/2還少,且減少的區域數剛好為三角形數的總和。畫了許多分割的圖和推導區域數的過程,發現圖形中的「交點數」和「區域數」息息相關,所以往下探討圖形中的交點個數,得知n條直線最多有n2-n/2個交點,如果這些直線有平行或共點的情況,其交點數會比n2-n/2還少,平行直線所減少的交點數剛好為三角形數的總和,直線共點的情況,所減少的交點數為三角形數總和與共點組數的差。由於有交點數的結果,我們想解決傅立葉提出的17線問題,運用平行的結論,用電腦程式去運算可找到四組解法。徜徉在交點數、直線、區域數這趟的「點‧線‧面」之旅,沒想到竟有如此讓人驚艷的簡潔結果!

激「冠」重重-液滴皇冠之探討與研究

我們認為不同的變因會決定水皇冠的形式,因此我們根據滴落高度、液滴大小、液面狀態等變因,針對水皇冠的直徑變化、濺起高度和懸浮液滴進行實驗。我們發現當水滴滴落時,水珠的重力位能會轉為動能,而接觸液面時,進而轉變成表面能,大部分的能量都轉移到水面下形成氣泡膜,剩餘的能量則將水面推高,以形成水皇冠。滴落高度在80cm前,水皇冠以正成長的趨勢隨滴落高度的增加而變大水珠皇冠開始由外包式水皇冠轉而成為內包式水皇冠90cm~120cm時,外直徑會有不穩定的現象。到了120cm之後,位能持續增加,水皇冠向外擴張力超越了表面張力,所以外直徑又會慢慢的增加。

兩段壓式水龍頭設計改良研究

本研究利用為了改變一般『輕壓』的水龍頭使用上,未能達到連續出水的功能,故利用一個壓桿的設計改變其控制出水的形式,將其形式改變成『兩段壓式的水龍頭設計』,既可保有原本出水、自動關水與連續供水兩種功能。而在使用過程,我們可以藉由桿子長短,改變出水的時間,而在另一方面,我們也透過桿上凸出的設計使得出水可以持續。而在此設計中,可以達到我們理想功能,期望能再進一步將外觀與功能改進。

有機含糖廢水生產生質丁醇之最佳化研究

當今地球的全球暖化現象愈發嚴重,二氧化碳濃度持續上升。為了解決這樣的問題,我們決定研究生質丁醇,以取代石化燃料,減少碳排放量。我們探討的變因有:基質濃度、pH值、溫度三項。藉由改變各項變因的條件,探討不同情況下廢水產生丁醇的效率,並求出生產丁醇的最佳條件。目前已將濃度部分實驗處理完畢,我們發現COD在150 ppm的產率較200 ppm為高,並想辦法改變參數條件為產丁醇菌種之最佳條件,以達到最佳丁醇產量之效率。