全國中小學科展

第56屆--民國105年

色素大不銅—光合色素光譜分析與探討

此實驗利用自製的分光光度計與光譜儀探討6種不同校園植物光合色素差異,包含陰性植物的紫色酢醬草、紫背萬年青,陽性植物的金露花、日日櫻、變葉木,與家裡常見的可食用景天酸代謝植物蘆薈。 一、由光譜儀可知: (一)紫色酢醬草與日日櫻均可吸收較多570nm左右的紅光。 (二)陽性植物吸收紅光的能力較強,光合色素濃度較高。 二、由光電比色計可知:陽性植物色素純光解快,陰性植物自然分解快。 三、由色層分析實驗可知:蘆薈僅有少量的色素;同為陰性植物的紫色酢醬草的葉黃素含量非常高,而紫背萬年青的葉黃素反而少;花青素不會隨著展開液移動 四、由銅葉綠素實驗可知:銅葉綠素在460nm~500nm處吸收較少的光,可做為銅葉綠素與光合色素的區分方式。

~波后尼、波內嚕~原住民傳統弓箭的製作與研究

本研究針對原住民傳統弓箭的製作方法、材質、射擊方式…等進行探究;更針對弓長、拉距、拉力、竹箭長短、射擊仰角…等變因和弓箭射程、準確度、箭速,進一步分析研究。 我們發現:拉距越長,拉力越大;拉距越大,射程越遠;箭越短,射程越遠;射擊仰角約350時,射程最遠;在相同拉距的情況下,弓長越短,射程越遠;以22磅拉力的弓測試,箭速大約每小時79公里;箭的行進路線是以拋物線進行的;箭的重心,才是影響箭飛行穩定性的主要因素;我們可以調整拉力或射擊仰角來使弓箭射擊更準確。 最後,我們期待以弓箭為媒,帶領大家學習科學,並更重視原住民的傳統文化。

幾丁寡醣對藍光LED造成視網膜色素上皮細胞傷害的保護作用

3C產品及LED燈多以藍光照明,長期照射易導致視網膜黃斑部病變。其作用機轉是藍光引起視網膜細胞過氧化物質 (ROS)增加,造成細胞的氧化壓力進而引發細胞凋亡。幾丁寡醣 (Chitosan oligosaccharides, COS)有抗氧化及抗凋亡的作用。文獻證實,在動物實驗中COS可以減少自由基並抑制轉錄因子NF-κB傳導路徑,而降低氧化壓力。但關於COS在保護視網膜細胞避免光傷害的效果則有待研究。 本研究的目的是探討:藍光LED對視網膜色素上皮細胞造成傷害時,COS是否具有保護作用,並分析其機轉是否與抑制NF-κB路徑有關。我們以ARPE-19細胞株,在添加不同濃度的COS的情況下,經照射LED藍光處理後,分析細胞活性、ROS表現量及細胞凋亡情形,並透過PCR、Western blot、JC-1及免疫螢光染色分析作用機轉,期待將來可做為臨床醫療參考。

旋轉皂膜之厚度變化

本實驗改變水平皂膜對應的容器材質、形狀、大小及轉速,觀察其對皂膜之干涉圖案影響。另外皂膜轉動時圓形、方形皂膜會產生同心圓環狀之干涉條紋;而長方形、橢圓形皂膜則產生近似橢圓形干涉圖案。而轉動圓形皂膜可將其分為初期、中期及末期。初期之干涉條紋與牛頓環類似,中期環狀條紋會因皂膜變薄而減少,末期皂膜中心出現黑圓區域。 三種不同轉速下,皂膜厚度會由內向外逐漸變薄。而皂膜內微胞流動堆積導致皂膜厚度有固定、沿徑向往外連續增厚、往外突增三種情形。轉動皂膜初期,其表面近似水平,此時皂膜藉由表面張力梯度提供向心力來源。而中後期出現大區塊厚度相等的皂膜,此時皂膜表面需凹陷以提供向心力,且轉速越快凹陷越劇烈。

「帆」是有訣竅~OP小帆船帆的角度與風向對航速之探究

本研究為本校六年級帆船班的小朋友在愛河學習操作PO帆船時,根據帆船教練指導的操帆策略,實際運用在帆船比賽時所面臨的疑問,加上運用高年級自然課【力與運動】單元學到的科學原理及老師補充的「白努力定律」「牛頓運動定律」設計一連串研究,探究OP帆船在不同的風向下 ( 順風、側風等 ),操帆的角度與中央板的搭配如何影響帆船航行的速度。 本研究從OP帆船在愛河上實際操作基本操帆原理開始,原打算使用真實OP帆船在愛河水域進行實測,考量各種控制變因後,改丈量OP帆船等比例製作縮小10:1的OP小帆船,在自製的室內水道,自行改裝風扇牆,並搭配自製簡易風洞來整流風扇牆。盡量控制各種變因進行實驗探究。

廢棄香灰的環境污染與再利用之研究

廢棄香灰最常見的處理方法就是未經處理就直接丟棄或倒入水溝、河川之中,本研究實驗得知,廢棄香灰導致環境水質或土壤受到污染情形嚴重,並造成植物生長遲緩甚至枯萎死亡,對環境影響極大。對於廢棄香灰的再利用,本研究分析香灰成分,經過三角座標試驗及賽格式分析,成功將廢棄香灰使用於陶瓷釉藥中,並研究成功發展出青瓷釉藥,並與宋代釉色做比較,創造經濟及藝術效益,另外,香灰釉藥的生活陶瓷用具不僅有環保意識,心靈層面上更兼具神明保佑的作用。

閱覽室數位管理系統

每次到了圖書館,一定會看到有很多人佔著位子久久都沒有回來,為了改善這個情況我們結合智慧型手機製作一個多功能的智慧管理系統,透過藍芽與智慧型手機Android軟體App程式的結合,在有人離開座位的同時,系統主機會顯示不同顏色,以區別不同狀況,若離開座位超過30分鐘,系統主機會在該座位顯示紅色,並且發出簡訊通知管理者,若時間超過50分鐘,系統主機又會再次發簡訊通知管理者,每一個動作都會儲存至本地與雲端網路資料庫中,可供管理者隨時監控與查詢狀況。

利用二微米巡天資料與青藏天文臺觀測資料對英仙座雙星團性質的探討

本研究的目標天體為「英仙座雙星團」NGC869和NGC884,利用線上資料庫取得二微米波段巡天計劃(Two Micron All Sky Survey, 2MASS)之資料,分析該天體的年齡、距離、星際紅化及運動等性質,輔以青藏天文臺取得的觀測資料,進行兩者的分析比對後,顯示出兩種數據在於天體年齡及紅化值的差異,進而探討此差異的可能原因。同時,也分別從兩種方式挑出該天體成員中的變星,期能藉由分析變星的性質,對該天體能有更深入的理解。

遠端監控複合式綠能魚菜共生系統

本研究將屬於再生能源之太陽能板搭配直流沉水馬達應用於水耕栽培,建立太陽能魚菜共生系統,藉由實驗探討太陽能板應用於精緻農業上之可行性及環境參數對實際魚產與蔬果收穫量的影響。結果顯示只要做好結構的安排設計及有效的能源控制,確實可達到創造出消耗最少的能源而生產出有機無毒食物之生活環境。 但因無法時時守在魚菜共生系統旁,也因環境變動對魚菜生長影響極大,因此我們利用由Arduino和App Inventor 2結合來建立遠端監控的太陽能魚菜共生系統,透過App即時監控水質,當生長條件未達標準時,自動啟動植物生長燈和沉水馬達之運轉,也能透過App手動控制,營造出生物適宜的生存環境;同時可在App 操作介面聲控馬達和植物生長燈之運作,以增加使用便利性。

車輛廢氣排放發電系統之研究

本研究目的為針對汽車引擎排放廢氣能量損失浪費,建置一個二階段雙渦輪發電系統的裝置,並透過排氣管徑的改變、渦輪功率研究、提升傳動裝置的效能及控制排氣通道回壓降低燃油消耗量的影響,探尋最高效率能量轉換的設計。雙渦輪發電機系統在排氣管路中改裝成為大小渦輪的裝置,利用引擎轉速作適時的改變排氣通道,有效將引擎排放氣體能源再生之裝置。實驗結果顯示,在最不影響引擎燃油消耗量下,讓低引擎轉速小渦輪發電機,能夠在微量排氣能量下電能輸出反應良好;高引擎轉速時,大渦輪發電機增加高排氣能量之充電能量。進一步發現,二階段雙渦輪發電機系統能夠抑制引擎排放廢氣的噪音,也可取代消音器的功能。