全國中小學科展

第55屆--民國104年

校園榕葉捲葉內的秘辛~榕管薊馬族群與共棲生物研究

為了瞭解榕管薊馬使榕葉捲曲的機制,在夏、冬季採集造癭葉進行捲葉分析與觀察,也針對榕管薊馬的棲息偏好、共棲物種與捕食性天敵進行調查,結果發現榕管薊馬選擇向光面的前段枝葉吸食與造瘿,造癭初期薊馬只會駐足和吸食,中期則交配產卵,後期孵化的幼蟲會在葉片內成長、蛻化成成蟲,此時,葉片出現紅斑(正榕)或黃斑(垂榕);3~5cm大小葉片具有最大負荷量。根據調查與顯微觀察發現垂榕最適合榕管薊馬造癭,夏季與冬季的族群組成有差異。當榕管薊馬繁殖時除了吸引異性,也引來三叉小黑花椿象入侵,校園調查發現三叉小黑花椿象成蟲具有韋斯曼氏擬態,外型與榕管薊馬極為相似,當共棲率超過10%時,可大幅降低榕管薊馬的存活率,達到生物防治的效果。

隱形殺手—埋伏在空氣中的有毒微粒

空氣中的污染物是由煙塵、二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氫化合物等所組成,藉著大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈的交互作用,循環移動,還會隨著空氣熱對流產生上升、下沉及移動的狀況。 雨季時,空氣污染物會隨著雨水沉降至地面,導致空氣品質良好;乾季時,降雨量少,污染物不易沉降,則空氣品質差。白天溫度高、熱對流旺盛,空氣污染物易上升,地表污染物少,晚上,氣溫降低,冷空氣下降,有害物質也跟著下沉,則空氣品質差。 近年埔里因降雨量少,懸浮微粒不易沉降至地面,再加上盆地地形,污染物不易逸散,導致空氣品質越來越糟。所以,在現今空氣污染嚴重的時代,外出的最佳時機,就是在下雨後或是下午2點到4點間。

”啡””寧”不可!---咖啡產地、烘焙與沖泡的手法對咖啡因與單寧酸的影響

泡咖啡是一個值得深入研究且很難找得到正確答案的,想要了解咖啡,就要從咖啡的產地,甚至自己烘焙咖啡著手。 產地環境判斷: 1、六種咖啡豆產地中,降雨量高、溫度低、日夜溫差大,所產生的咖啡因越多,觀察與咖啡豆成熟度有關。 2、非火山土壤的咖啡因與單寧酸都較少,推測與土壤中礦物質多寡有關。 3、咖啡豆水洗比日曬的咖啡因較多,推測與高溫曝曬有關。 成分物性與化性判斷 : 1、烘焙程度越深,咖啡因含量越高,但烘焙溫度超過240℃時,其咖啡因卻下降。單寧酸大部分在一爆結束後烘焙越深越少,衣索匹亞則在一到二爆間才開始下降。 2、沖泡溫度越高,所產生的咖啡因與單寧酸也越高。 3、研磨越細,咖啡因與單寧酸也會越高。

累死人抽水機~吸管抽水機之探討

只要輕輕地轉動竹籤,水就能從吸管口噴出,「吸管抽水機」是甚麼原因讓他能輕易的抽出盆子裡的水?這一切實在太神奇了。 實驗結果,我們發現吸管抽水機能抽出水的最大因素是「轉速」。「轉速」愈快,抽水機抽出水的速度越快,噴灑的範圍越大,但出水的角度不受影響。而吸管抽水的兩腰「粗細」、「角度」及「長度」的不同,會直接影響到吸管抽水機的「轉速」,而造成噴水的速度、噴灑範圍的不同。 而抽水機的「轉速」,會使抽水機產生一股「離心力」,使得吸管壁內的水往外甩出;同時吸管抽水機轉動時,也造成吸管口的壓力減弱,促使下方壓力大的水被擠壓從吸管口噴出,而這種現象就是所謂的「白努力定律」。

光 的「膜」術師

翠蘆莉是野外常見、觀賞性高的花卉,其果實所迸裂的種子泡水後,表面很快出現一層白色纖維絲黏膜,我們觀察這層外膜具有高度吸水力、保濕和復水能力,以及黏性、延展力會因為強酸、強鹼而破壞,然而外膜的存在會抑制種子發芽,但其可以幫助抵抗高溫等環境以助發芽。我們進一步發現翠蘆莉種子萌芽需要光照,黑暗環境的萌芽率低於光照處理,且發芽所需天數長;接而LED紅光處理種子發芽率相較綠光、藍光和白光增加20%,發芽率高達90%以上,且隨紅光強度提高,發芽所需天數更短,而紅光和藍光處理幼苗相較白光,對幼苗型態生長、根系活力、葉片色素含量均有促進效果。

樂活綠能避震器--威爾斯渦輪在液壓避震效能的探討與應用

在為單車找尋環保能源,我們從事回收避震動能的研究:利用簡易材料設計組裝,將避震作用時液壓往復流動所產生的動能,推動威爾斯渦輪發電,便成為複筒式液壓避震發電器。 1.控制適宜的扇葉盤外徑、葉片數量、翼面阻推點、葉片厚度、通氣比等,可以有效提高渦輪運轉效率 2. 調整發電負載所產生的阻尼強度,可提供不同程度避震強度的需求 3. 複筒式的雙向水流,可有效提高轉動的連續性 實測發現:發電負載與避震強度的相互作用,可將避震時消耗掉的動能轉化為有用的電能儲存,過程中還能達到舒適騎乘與環保無碳的目標。小兵立大功,解決能源問題,更帶來舒適與安全!

環保窗簾---光之轉運站

教室的投影機投射影像很不清晰,且第一排靠窗邊的同學也被陽光照得很不舒服。因此,我們希望將太陽光阻擋,並且善加利用太陽光的熱能。 我們先了解回收資源中的鋁罐具有遮光效果,於是製作「瓶子窗簾」,並且希望能以方便又有趣的方式利用太陽光的熱能。本實驗探討在不同條件下影響鋁罐水溫上升的各種因素,及如何維持吸收陽光熱能後水溫的方法,最後製作「環保熱能窗簾」。改良後的「環保熱能窗簾」水溫明顯提高了,對清除油膩的餐具有很大的幫助。 我們也運用「冷水增溫器」改良製作「環保節能牆」,型式分別為「節能降溫牆」和「節能增溫牆」。節能降溫牆之前、後方的溫度差異明顯;而節能增溫牆會影響其前、後方的溫度差異,但差異並不大。

養我育我的部落勇士—探討小米(becenge)的生存之秘

我們蒐集了10個不同栽培種的小米,並模擬的小米在生長時可能遇到的逆境,觀察小米在黑暗、土壤鹽鹼化、淹水、乾旱的生長情況。結果顯示,小米能在缺水20天的情況下生長,但是卻無法在太潮溼或鹽分過高的環境中生存。此外,我們從中篩選出兩種耐鹽小米與兩種不耐鹽小米,它們在鹽逆境下皆能透過鈣離子來調節小米的抗鹽反應,且在根部皆有過氧化氫累積現象,然而耐鹽小米能透過累積更多花青素、較高的過氧化酶與過氧化氫酶活性來提升耐鹽小米的抗氧化能力,增加其存活率。我們的實驗能夠讓大家更加了解小米,並幫助原住民了解小米生長狀況不佳的可能原因,未來我們將篩選出的兩種耐鹽小米作為種原,期望培育出更耐鹽的小米品系。

「旋」光世界~自製旋光儀測量旋光度與抗氧化關係之探討

本研究利用自製旋光儀觀察測量具旋光性物質的過程,發現旋光儀的光源以發光二極體(紅光)及雷射筆紅光當光源、玻璃平底試管長12㎝的效果最好。砂糖、冰糖、蜂蜜、麥芽糖、代糖、葡萄糖、乳糖溶液的旋光性皆為右旋,而果糖的旋光性為左旋。本研究再進一步利用旋光儀測量比較不同濃度的茶類及糖類之旋光度及抗氧化性,發現茶類的旋光度及抗氧化性與濃度均呈正向相關;而糖類除果糖為左旋外,右旋的糖類旋光度與濃度亦呈正向相關;但抗氧化性與濃度卻呈負向相關,果糖亦同。

酵母鎂味

本研究提高酵母菌電池放電方法有:1.活性酵母2.碳紙(-)-石墨(+)3. pH=7.73葡萄糖混液 4.需空氣5.大透膜6. 溫度40℃7. 出芽菌數增多;單一電池接近1.00 V。 當研究電極材質時發現鎂帶(-)-石墨(+)放電值高(2.368 V),滿足負載LED的目標,因此製作鎂帶酵母-硫酸鐵石墨電池,單一電池接近2. 20V,四次負載LED中解決提高電能方法: 1.蒸發結晶法使石墨內長硫酸鐵結晶 2.豎立起酵母菌濾紙包能接觸空氣,裝箱保溫,讓酵母菌活得活躍易導電 3.盒底裝pH=7.70的葡萄糖溶液藉由濾紙毛細現象不斷提供糖液給酵母生長。 每次串聯4顆德製酵母鎂味電池,第一次點1顆藍LED 45分續接3顆LED藍紅藍,點亮1524分,第二次亮2788分,日製酵母鎂味電池,亮1076min。第三次1顆藍LED 45分續接3顆LED藍紅綠,亮1430分。