全國中小學科展

第58屆--民國107年

悄悄是離別的生「硝」─食物中的硝酸鹽類減量方法與自製分光光度計檢測初探

本研究是利用硝酸鹽試紙與自製分光光度計測驗食物中的硝酸鹽類的含量,除了日常生活的食物與飲料之外,我們還檢測了隔夜菜的硝酸鹽類含量,並驗證維生素C進行硝酸鹽類的減量試驗,其結論如下: 1. 自製分光光度計可進行亞硝酸鹽含量檢驗,適用範圍為100~1000ppm。 2. 硝酸鹽類試紙有檢測極限,我們做了RGB色彩分析Excel來判別更精確的含量 3. 隔夜菜只有硝酸鹽逐漸上升的趨勢,亞硝酸鹽則無顯著差異,從隔夜菜發現第4、5天時, 硝酸鹽的數值幾乎相近,認為可能是超越了試紙的檢測範圍 4. 當亞硝酸鹽水溶液濃度達100ppm時,純維生素C水溶液須到1000ppm,其硝酸鹽類的含量才會明顯減量

美容「絲」路–絲瓜水的抗氧化力及應用

本研究以絲瓜水為實驗探討對象。我們以自製絲瓜水及市售的「保濕絲瓜水」做濃縮及稀釋,分別進行三種抗氧化能力(總酚測定方法、清除DPPH自由基能力、還原力測定方法)的比較。我們同時也針對市售絲瓜水中所額外添加的小黃瓜與絲瓜果實的萃取液,進行抗氧化力研究。 實驗結果顯示,總酚測定方法中,濃度越高總酚含量越高;還原力測定方法,其濃度越高還原力越強,但自製絲水則以濃縮至8倍還原力最佳,繼續濃縮還原力反而下降;而清除DPPH自由基的測定中,發現濃度越高清除DPPH自由基的能力越好。由此可知,絲瓜及小黃瓜的抗氧化能力佳,可以被廣用於保養、美白、護膚各項產品中,具有良好的抗老化效果,後續我們以8倍濃縮的絲瓜水進行產品製作。

玩創多米諾

本研究從探討多米諾骨牌遊戲出發,討論可否利用不同策略達成骨牌遊戲勝利,並且從遊戲過程中研究骨牌特性,思考如何將此特性與四則運算結合,研究出不同的遊戲玩法,除此之外,也期望在研究過程中,可以探討出骨牌排列的規則,進而歸納出合適的公式,以利遊戲進行與增加訓練四則運算能力之機會。

尋找玉米黏土的真面目

玉米黏土是德國票選10年內最安全的玩具之一,因此受到很多家長關注,但是不能重複使用,十分可惜,於是我們想要分析它的成份,進而找出自製玉米黏土的方法,所以開始一連串的化學檢驗------澱粉、史萊姆都是我們想到的分析對象,到後來學習查詢FDA法規網站得到”硼碘反應”可以檢驗PVA,又遇到澱粉干擾的問題,直到在網路上找尋到澱粉水解的方式才獲得解決。 我們發現:要成功檢驗食品中的PVA濃度,只需要2種試劑,而且這是可以備於家中的檢驗試劑。至於製作玉米黏土的方法,我們從做米餅開始,結果做出來的成品是沒有彈性的,所以後來我們創造了自己的麵粉黏土,優點是可以熟食,也可以揉捏塑形,但是保存期限不長。

整數分割

本篇研究主要在探討「將n顆相同的球放入m個相同箱子的方法數fm(n)的性質」。我們先利用「正三角形內部任一點到三邊的距離和」及「正三角錐內部任一點到四面的距離和」為定值,求出f3(n), f4(n) ,進而得知fm(n)的公式是由一系列的多項式所構成。接著證明fm(Lmq+r)是q的m-1次多項式及當m≧2k-1, k=1, 2, 3時,第k高次項係數所構成的數列〈Akm, r〉為k階等差數列並求得ΔiAkm的一般式。 接著引進階差運算,證明在m是偶數的條件下,若〈Akm, r〉是k階交錯等差數列,則〈Akm+1, r〉是k階等差數列,進而保證〈Ak+1m+2, r〉是k+1階交錯等差數列,最後得證m≧2k-1, kϵN時, 必為k階等差數列。 若Akm為Lm的單項式,我們找到一個系統化求ΔiAkm的方法,藉此可求得數列〈Akm, r〉的任一項。最後給出一個關於Akm為Lm是單項式的猜想。

從零開始-初始多邊形及拿破崙多角星之性質探討

本文利用GeoGebra進行關於拿破崙初始n邊形之研究。一開始研究拿破崙初始n邊形的性質,發現不論奇數邊或偶數邊拿破崙初始n邊形都存在著一些不變的性質 。之後,由拿破崙初始n邊形的鄰邊中點連線向外延伸、對角線以固定的規律相連兩種連線方式,分別會形成外角星及內角星。拿破崙初始n邊形會和其畫出的m階交點圖形、中點連線所圍出的圖形有因邊數奇偶而異的相似性質。拿破崙初始n邊形繪出之內n角星在不重複之前題下,同層內n角星截線段比例固定。接著我們依序研究拿破崙內角星及拿破崙外角星之共同性質,及投影幾何與拿破崙定理的關聯性,最後發現拿破崙初始n邊形為正n邊形的投影。

魚「藥」龍門-探討百合對斑馬魚各個階段的影響

百合具安心安神的功效,使我們想觀察百合是否對其他脊椎動物也有相同的作用,本實驗想藉觀察斑馬魚的發育及行為,探討百合對脊椎動物的影響。最初假設百合的濃度會影響魚卵存活率,經實驗發現浸泡在12.5%的百合溶液之溶液較其他濃度存活率及曝氣水高,但在胚胎的發育速率上則沒有差異;行為觀察上,浸泡百合後,斑馬魚由「沉底」狀態之恢復時間較未服用減少約40±5秒,符合我們的假設。除此之外,我們又做了空間學習,但發現百合添加並沒有太大的影響。最後我們總結濃度12.5%的百合溶液是目前對斑馬魚而言最適合的濃度,可有效改變斑馬魚的沉底行為,但在空間學習和成長速率目前則沒有差異。未來希望能更深入探討百合作用於斑馬魚間腦的機制。

液兒液兒瓶中轉

本實驗由鋁製空心管當作轉動軸心,壓克力管當作圓柱容體,在壓克力管中加入液體,再將鋁管與壓克力管組裝及黏合固定,以鋁管作為軸心置於轉速機上,並用支架加以固定。當轉速機開始運作時,壓克力管中的液體會產生各種圖形,其中包括Basic, Pool, Turbulence, Mountain, Sharp teeth, Waterfall。本篇文章主要針對為何形成Stable Sharp Teeth,以及各項變因對於圖形的影響進行討論,變因包含壓克力管長度及直徑、轉速機轉速、液體質量比以及液體體積,並運用黏滯力、表面張力、質量守恆定律、邊界及初始條件、雷諾數、流體不穩定性、Navier-Stokes方程式進行討論,其中黏滯力、表面張力、重力及漩渦是影響Stable Sharp teeth形成的最重要因素。

風生水起-大四喜

買房子對大多數人來說,是人生一件極為重要的事,除了價格因素之外,家族中數代的成員都可能在這個房子中成長,選擇一間「舒適」的房子,對自己、甚至後代子孫都會造成深遠的影響,因此,必須考慮多項的因素。 在這個研究主題之中,我們會以「房子的方位」,來探討四季代表日中,日照對房子「溫度」的影響,並考量到夏天時的「西南風」所帶來的「水氣」,冬天時的「東北風」所帶來的「寒風」,藉由數據中去探討「房子在每個方位」的優劣點。 最後利用實驗數據和討論的結果,製作出一個「選屋」的參考表,在選擇房子時,能依「房子的方位」與「周遭地形環境」來考量,使選屋時能多一項參考的資料,讓這個人生重大的選擇,能夠更盡善盡美。

「杞」幻之旅-探討黃杞翅果緩降落的飛行模式

黃杞翅果依左翅、中翅、右翅的比例分為四型。垂直方向的飛行模式可分為自由落體期,減速期和緩飛期,翅果先快速落下,接著翻轉減速並開始轉動,轉動後以接近等速的狀態落下。水平方向的飛行模式則以種子為中心轉動,翅果的角速度先增加,再減速下降,進入穩定狀態,以接近等角速度轉動。不同類型的翅果飛行模式略有差異,第一型(標準型)的翅果,飛行模式最為穩定,落下的速度小且飛行時間長,緩飛的效果最好。第二、三型左右翅長差異大,則飛行不穩,落下速度大而飛行時間短,第四型三翅近等長,最易轉動但飛行模式也較不穩定,落下速度比第一型大而飛行時間短。黃杞翅果的飄移距離小,並可承載6倍種子的重量,可作為空投飛行器的參考。