全國中小學科展

第55屆--民國104年

蓬『管』生輝–綠能導光管之應用研究

我們提出一套環保導光系統,能有效收集屋外的太陽光,並將收集之太陽光傳遞至屋內,同時證實太陽光可透過導光管的引導,輔助室內照明之利用。本系統分集光與導光兩部分,在集光部份,我們提出二種方法,一、利用裝水的寶特瓶放在導光管上方聚光;二、在廢棄的碟形天線貼上鏡子,加上放大鏡聚光,可以大幅提升入射光的強度達24倍之多。在導光部分,我們提出實心導光管光纖及空心導光管L型、S型導光結構建置,空心導光管內鋪設鋁箔貼紙、烤肉用鋁箔的反光材質,並在轉彎處貼附鏡子或反光片就可大幅提升導光效果。台灣日照率高,我們利用生活中的環保材質將取之不盡用之不竭的『陽光』導入室內,為全球暖化問題盡一份力量,達到節能減碳之目的。

以X光與宿主星系探討遙遠中質量黑洞候選者之性質

大地震發生時經常伴隨著土壤液化(soil liquefaction)的發生。土壤液化是在地震過程中,震動讓砂土重新排列、減小期間的空隙 ,使地下水被擠壓而出,導致水土混雜、呈現泥漿的狀態造成建築物沉陷、傾斜,地表噴砂、噴泥等災情,改變土壤結構以及其所包含的一些成分,讓土質不穩定。 經實驗發現,當消防沙的體積為5000cm3時,發生土壤液化的臨界水量是2000cm3。土壤液化的出現,不同的砂土會有不同的最短發生時間,消防砂需要20秒,紅土需要30秒。其中各種砂土液化情形不同,消防砂出水現象較明顯;紅土液化後出水不明顯,呈現膠狀;培養土則較不容易、甚至是完全不會發生液化。希望後續的研究,可以找出防治土壤液化的方法。

揭開礁膜分身之謎-簡化青海菜細胞團形成及再生之條件

本研究的目的是簡化青海菜細胞團形成條件。取細胞團再生發育的葉狀體,再次進行原生質體酶解,獲得二次原生質體,再誘發形成細胞團,利用此細胞團具有生生不息的增殖能力,做為藻類種苗來源之用。本試驗以酶解液-1,分離出青海菜(Monostroma nitidium)原生質體之產量最高,觀察其再生形態,藉此找尋合適之發育路徑,研究青海菜人工“種子化”之可行性。實驗結果確立三種原生質體再生路徑,其中厚壁囊孢型佔53.7 %為最高,其次為細胞團型29.6%,原始型佔16.7%最低;原始型培育30天後可長成0.5mm之葉狀體;由青海菜二次原生質體發育而來的細胞團,有90±6%發育為葉狀體,可當作青海菜大量培養之種苗。應用細胞團型的原生質體將是一套簡單、便利且可大量獲得青海菜種苗之生產流程。

「什麼丸」?虱目魚丸Q彈度的探究

在家能製作Q彈好吃的虱目魚丸嗎?綜合10部製作魚丸影片之重點,並訪談虱目魚丸專家後,以魚漿甩打時間、蛋白比例、與澱粉種類、太白粉比例為操作變因,製作4X4=16項控制變因的魚丸。利用彈性測量裝置及咬勁切割器等科學方法測量魚丸後,選出各操作變因中Q彈度佳的魚丸,最後綜合排名魚丸Q彈度。實驗發現,甩打40 分鐘、加蛋白5%、馬鈴薯粉、甩打30 分鐘等魚丸,能以手工又不用化學添加物的方式,做出比名店還Q 彈的虱目魚丸;透過魚丸彈力與咬勁折線圖變化還發現,彈力大時咬勁較小;彈力小時咬勁較大。然而口感喜好較主觀,我們將魚丸Q彈度大於名店的魚丸特徵詳加描述,讓人依時間、喜好,在家也能製作Q彈好吃的魚丸。

臨風「愈速」-馬格努斯風力車之探究

馬格努斯效應是一種原理簡單,廣泛應用在球類運動以及日常生活中的物理現象。透過馬格努斯風力車的探究過程,我們理解到:除了風速和滾筒轉速之外,滾筒本身的表面積、造型、質量、表面摩擦力、傾斜角、受風角…等都是影響馬格努斯風力車動力性能的重要因素。此外,在提升馬格努斯風力車動力性能的實驗方面,「單一馬達帶動多滾筒」以及「前側導流翼」的裝設都是相當可行的設計方案。

稻田中插秧與收割機運轉路徑之數學探討-找出有效的行走路徑

臺東縣占地面積351525公頃,農產耕地面積為47681公頃,稻作是本縣重要的農產品,種植面積約占12000公頃,前三大生產稻米鄉鎮市區為:關山鎮、池上鄉與臺東市。配合本校稻米種植課程,在觀察農業從業人員操作插秧、收割機具的行走路徑後,發現插秧與收割機具的行走路徑的不盡相同,因此想探討是受到哪些因素影響。 本研究以臺東市的稻田為研究場域,透過訪問農業從業人員、實際觀察與模擬後,分析在稻田內使用收割機、插秧機的行走路徑上的關係,找出影響行走路徑的因素,依據研究結果進行討論與提出建議。

攜手共解圓

本研究主要研究團康遊戲「牽手遊戲」在不同情況下的成結情形。改變牽手的最少人數、交錯點數量和牽手順序,都可能改變結果,有些成結(解不開),有些則不成結(解得開),並發現可以使用「Reidemeister moves」的三個結的基礎變換,來簡化任何一個結,每個變換會消去不同數量的交錯點,利用「牽手順序」和「交錯點編碼」可直接看出一手結是否成結,並用最快的方式簡化結。 當所有人的手不是一個封閉曲線,而是兩個以上的封閉曲線時,也會遵守前述的規則,可利用基礎變換簡化圖形。文中也討論了較特別並具有規律的結──星星結,將星星結的簡化方式列出後,找出其主要規律性及能夠推廣的簡化方式,最後運用所有討論出來的結果推論出特定遊戲規則的牽手方式。

低溫冷藏處理對菇類子實體生長發育的影響

本研究在探討低溫冷藏處理對菇類生長發育的影響,由實驗結果顯示,以4℃低溫冷藏處理菇類太空包,可促進秀珍菇與藍寶石菇提早產生菇蕾,但對杏鮑菇、白雪菇、柳松菇等似乎無效。4℃低溫冷藏處理菇類太空包可使秀珍菇、杏鮑菇、藍寶石菇、柳松菇、粉紅菇的產量增加,尤以秀珍菇與杏鮑菇最為明顯,然而卻降低白雪菇的產量。大幅度的降溫處理似乎才是促進菇類提早出菇或增加菇類子實體產量的一個重要因素。

以酸鹼指示劑製作軟性彩色電子紙之探討

本研究利用薄型材料包含以薄石墨紙為電極、不織布為導電反射層和護貝膠膜為密封材料,並以酸鹼指示劑為電子墨水,製作具備節能特性的軟性彩色電子紙模型。透過通電控制酸鹼指示劑的顏色變化,並探討影響模型變色的變因。主要結論如下: 一、 模型不需要使用導電玻璃,並具備軟性可彎曲的特性 二、 導電反射層的結構和厚度會影響顯色的速率 三、 較小的電極尺寸有助提高顯色的均勻程度 四、 較高的電壓有助顯色的速率 五、 較高的電解質濃度有助於顯色的速率 六、 酚酞指示劑具備較佳電子墨水的能力 七、 適當厚度的去極劑能在不影響顯色速率下,有效改善氣體的生成 八、 Arduino微控制器板能應用於模型的顯色和去色控制 九、 去色時間大約為顯色所需時間的3~4倍

轉動吧!羅馬競技場-影響自製遊戲機臺進球機率之因素探討

針對學校舉辦的園遊會,我們決定設計一個吸引人又可獲利的攤位。經過實地觀察遊樂場裡球類的遊戲機臺、上網蒐集資料及下載有關的遊戲軟體,設計了一個遊戲機臺並做了以下實驗: 實驗分六方面來實施:1探討哪一種球較適合做為遊戲機臺的用球2不同出球斜板及得分面板角度的進球機率3得分孔的排列形狀、位置、大小及疏密程度的進球機率4瞄準區域位置的進球機率5加上裝飾物的進球機率6邀請測試員進行實測,並改良遊戲機臺。 實驗發現:以彈力球投擲結果較穩定,出球斜板角度、得分孔的排列方式、孔徑大小、疏密程度、瞄準區域位置、得分筒的轉速,對進球機率皆有影響。特別是加上裝飾物及瓦楞紙對改變進球機率有較大的影響。