全國中小學科展

第59屆--民國108年

致命藍色吸「螢」力

豬籠草的瓶口會發出藍色螢光吸引昆蟲掉入這個致命陷阱,我們試著找出市售的豬籠草是否有這現象。為了怕溫度影響我們的萃取物,我們先探究常溫萃取螢光物質的可行性,發現以往科展作品中需高溫萃取、靜置一天的作法,都能以常溫下用椰子油的方式來取代。我們找到品種為米蘭達豬籠草的瓶口有藍色螢光,並成功以椰子油與乙醇代替資料上的三氯甲烷和甲醇萃取瓶口的藍色螢光物質,此物質可經純化、再結晶成白色的針狀結晶,也拍到與資料相同的螢光波長。我們也發現豬籠草的葉綠素經過椰子油先處理後,可以使乙醇較容易萃取出藍色螢光物質。在應用上,以藍色螢光取代捕蚊器的光源來誘捕蚊蟲,平均總量約為未改裝捕蚊器的16倍。

「沙」氣騰騰 –流體化床變因與自製沙箱之研究

我們看到網路影片,一位工程師製作了流體化床浴缸,人埋在沙中玩沙像玩水一樣!影片中透過空氣就能產生固液態轉換的模式引起我們的興趣,讓我們想自己製作流體化床沙箱。首先我們以電動鼓風機替代影片中的高壓氮氣瓶,並找到連接電動鼓風機和PVC水管的方法,製作出水管流體化床沙箱,並研究影響沙箱噴沙的各種變因與水管鑽孔的最佳方式。 我們察覺「表面產生越多沙泡」,流體化效果越好!也研發出流體化效果更佳的製作方法「氣泡石流體化床」,也就是利用透氣陶瓷氣泡石當作隔層,下方保留氣室,讓空氣切割更細、噴氣更均勻。同時歸納出流體化床四種特色:流體化、減少摩擦力、改變沙體密度、固液體轉換,根據特色想出許多應用於生活中的點子。

水線下的秘密—陰極防鏽

為探討地下管線以及船隻的防鏽方式,設計實驗用鐵與活性大的鋅、鋁相接,還有外加直流電,長時間浸泡在三種環境(自來水、3%食鹽水、土壤)中,檢驗陰極防鏽效果。使用物理方法測量金屬質量和電位差變化 ; 化學方法用黃血鹽、赤血鹽及硫氰化鉀,檢測鐵離子與亞鐵離子濃度隨時間的變化,並以檢量線定量。研究結論: 一、鋁在電解質濃度高的酸、鹼、鹽溶液中,陰極防鏽效果較好,鋅在電解質濃度低的溶液中,陰極防鏽效果較好。所以船隻與水中設施在淡水中適合用鋅防鏽,在海洋鹹水中適合用鋁來防鏽。 二、以外加直流電防鏽,鐵與鋅相接效果較好,地下管線適合用鋅片防鏽,但電解質濃度高的環境不適合外加電流陰極防鏽,否則陽極金屬會快速腐蝕。

「弧」思亂想

本研究在探討一種特定類別的曲線集合 : 給定平面上 n 個點 {A1,…,An},我們想要找 n 段圓弧,使得 n 段圓弧分別以 {A1,A2 }、{A2,A3 }、…、{An-1,An }、{An,A1 } 為端點,且 n 段圓弧光滑的相連,我們將此 n 段圓弧形成的圖形稱為光滑解。主要研究發現為 : 1. n 為奇數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 2. n 為偶數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 3. 光滑解自交不可避免 4. 上述圓弧組不存在時,可透過增加一個新點使圓弧組存在 5. 增加新點的軌跡是圓

臺灣民眾對死刑意向的趨勢研究-以1992年~2018年的民意調查為例

本研究目的主要是利用完整的質性及量化資料來探討臺灣大眾對死刑意向的趨勢研究,以及分析臺灣歷年來的死刑變遷及影響。研究中以多元迴歸分析(Multiple Regression Analysis)、卡方考驗公式(Chi Square)、相關係數(Correlation coefficient)分析臺灣大眾對死刑意象的趨勢研究,研究後發現臺灣歷年民意調查結果與社會多重變因皆有關連。 為避免本研究接收到不準確的民意調查資料以致影響其分析結果,本研究同時採用官方和民間所提供之民意調查資料以確保分析結果的公信度,再透過本研究之各項工具分析其趨勢及變因相關性,依照數據顯著與否來推論結果。 本研究希望從各項研究數據中探討影響臺灣民眾對於死刑支持與否的因素,讓民眾更加了解死刑這個刑罰制度,也使民眾能更加理解刑罰的意義與功能為何。

相撲紙偶大進擊-紙相撲競賽優化設計

本研究從日本傳統紙相撲遊戲發想,設計自動振動擂台進行相撲紙偶的競賽,期待能在校內舉辦各種形式的紙相撲競賽。本研究的擂台設計主要包含:雙層擂台檯面設計、振動馬達選擇與固定方式、以手機App遙控Arduino藍牙裝置改變輸出電壓值。 本研究發現:一、當雙馬達的振動頻率愈高,紙偶能越快分出勝負;二、當雙馬達振動頻率越高時,振幅隨之變大,無法完全確認振幅與頻率交互作用的影響;三、當雙馬達轉動方向相同時,爽身粉會在鋁板上旋轉,當雙馬達轉動方向相反時,爽身粉則向同一方向前進;四、馬達固定在角落時,振動效果佳,能有效分出勝負;五、振動馬達觀察克拉尼圖形時,無法達到克拉尼圖形中的駐波變化。

台灣南部地區泥火山地形成型因素之研究

泥火山依地形學觀點可分作噴泥錐、噴泥盾、噴泥池、噴泥盆、噴泥洞等類型,為瞭解影響泥火山地形成型之因素,本研究量測泥漿之泥水比例、含砂量、密度、黏度等物理性質,並以泥火山模型實驗得出模擬泥火山之形貌參數,研究泥漿物理性質與形貌之間的關係。模型實驗之操縱變因包括代表泥漿上升通道之噴口大小以及泥漿種類,泥漿樣本採自台灣南部鹽水坑、小滾水、月世界、滾水坪、及新養女湖之2座不同泥火山,共6組泥漿樣本,並用高嶺土配置不同比例之泥漿另作模擬。結果顯示泥火山地形同時受泥漿有效黏度、密度、泥水比例、噴口大小等多種性質同時影響,除本研究探討之泥漿性質外,可能受其他參數影響泥火山地形成型。

HOP HOP的扇貝-密集層土與水之探討

本研究對象為台南六甲水流東聚落和竹林、左鎮牛稠內和岡林車人溝等四處的扇貝化石密集層。透過野外調查、地層觀察與空拍露頭,分析扇貝化石層岩性系統與地質環境。 透過實測資料,我們分析扇貝外殼的長寬關係與停留堆積方向分布,並經由水槽模型實驗,分析扇貝停留堆積方向和水流方向的關係。我們也經由綠豆生長實驗,分析扇貝化石層下方土壤的肥沃度,以探討化石生物的糞化石性質;並近一步切割扇貝化石,透過高倍數位顯微鏡,分析扇貝外殼型態與龍骨構造的特性。 我們認為這些扇貝化石,可能都是因為冰河時期,環境變異等災難而大量死亡。我們也推翻前人研究中認為水流東是潟湖的推測,這裡應該是一個靠近岸邊、適合形成堆積層的低窪淺海區。

蟎跡塵影—塵蟎匿蹤運動探討

塵蟎為許多人的過敏原,為了瞭解塵蟎,我們進行一系列的實驗。我們發現:(1)塵蟎以歐洲室塵蟎數量最多,美洲室塵蟎次之。(2)塵蟎步行速度快,在不同環境中會快速找到適合匿蹤地點。(3)塵蟎在覓食過程也會注意藏匿身體,善用食物將自己匿蹤。(4)美洲室塵蟎較喜歡濕度低和溫度較高的環境匿蹤,歐洲室塵蟎較喜歡濕度高和溫度較低的環境匿蹤。(5)有部分色光照射下,會造成塵蟎的運動速度趨緩;更在紫外光照射下,兩種塵蟎皆無法動彈的反應現象。(6)在自製攀附力測量器中,塵蟎所承受的傾斜角度約在110度到180度之間,攀附能力佳不易掉落。

偏振光調控銅化合物顏色的機制與探討

入射光的偏振態、線偏振角度及波長與銅化合物產生反射橢圓偏振光有關;位置分析點1398 ~ 點1455 之間銅化合物種類多,各位置分析點的 RGB光強度比例變化、橢圓長軸角度不同、橢圓短軸偏光透光率差異性,是造成銅化合物顏色變化及色彩的移動主因。位置分析點 1455,線偏振 + 45 度入射,析光片轉 85 度,紅光與藍光光強度比例會互換,銅化合物有類似互補色的顏色變化。位置分析點 1398 ,圓偏振光入射,紅光與藍光的橢圓長軸角度差 70 度,橢圓短軸偏光透光比例值相同,析光片轉 70 度,銅化合物會出現互補色。利用光強度方程式畫出模擬曲線圖與實驗反射光強度比例分布圖比較,若曲線符合,可證明設定的 E0y,輸入的E0x 、 δx 、 δy 等參數無誤,得出相位差 δ。