全國中小學科展

第59屆--民國108年

水土比一比

因為桃園區會稽里轄內靠近虎頭山具有2條土石流潛勢溪流,透過實地考察與資料收集,瞭解桃園區土石流潛勢溪流之成因。模擬「降雨時於表土土壤石礫空隙下產生之水流」觀測土壤含水量與水流侵蝕土石量之關係,與模擬「發生部表土狀態」,觀測土壤含水量與發生部坡度之關係。實驗結果發現,當土壤含水量越達飽和時,此時土壤黏性越高較不易因水流而沖刷,發生部崩塌坡度也大,較不易崩落與滑動。但土壤含水量一超過飽和,黏滯性下降,大量崩塌滑落的發生部坡度快速下降,表示此時的土石因泥水下滑力容易滑動且造成土石流。

霹靂mouse --- 在虎口上拔牙

行道樹開花後的大量落果,造成騎士生命的威脅。因此,我們希望能使用迅速又有效的方式來清除落果,減少因落果而導致不幸的事件發生。 我們先了解落果對車子行進的影響,於是討論想要製作一個能結合腳踏車、清除落果的掃除機。本實驗探討掃除器對清掃數量的作用、動力對推進器的影響、網子對清掃數量的影響,最後製作『霹靂mouse』,並且改進它的缺點。改良後的『霹靂mouse』,清除落果的成功率提高,對騎士安全有很大的幫助。 我們改良「霹靂mouse」在教室裡移動,清除地上垃圾,加強環境的整潔,並且運用「霹靂mouse」來清除粉筆塵灰,防止空氣高含塵量進而影響我們的健康,除塵效果都能大大提升。

雲端也行~智慧型黑棘蟻觀察箱

黑棘蟻(polyrhachis dives)為台灣常見本土的大型蟻種;它體型碩大容易觀察,是了解馬蟻生態重要的蟻種,同時也是入侵本島、危害環境的紅火蟻剋星。黑棘蟻對溫度、濕度、食物及水源十分依賴,環境不良便會強力的遷徙。本作品採用剪枝法摘取蟻窩,保持黑棘蟻完整的族群,放置於智慧型黑棘蟻觀察箱飼養。智慧型黑棘蟻觀察箱有以下的特點:1.觀察箱配有Webduino晶片控制溫、濕度感應器自動控制排風系統,使觀察箱保持最適合的環境。2.利用水位感測器及沉水馬達自動補水。3.利用google表單自動紀錄觀察箱的環境變化。4.利用網路遠端操控觀察箱。

焦焦碳點,洋蔥之中-烤洋蔥碳點之性質分析

本研究主要探討三個部分:如何從有機物中取得碳點、此碳點在不同條件中的穩定性比較,以及碳點的應用。 結果顯示,一般的食物(如本實驗用的洋蔥)能透過烘烤的方式,由燒焦處沖刷下具有親水性的碳點(簡稱洋蔥碳點),這樣的碳點在紫外光照下會激發出藍色螢光,可穩定的分散於水溶液中。探討不同環境對碳點螢光強度的影響時,我們發現洋蔥碳點在NaCl溶液濃度0到1.0 M之間、紫外光照射0到60分鐘之間、pH值3.0到8.0之間有良好的穩定性。碳點的螢光特性可應用在生物顯影與金離子檢測中。前者結果顯示,洋蔥碳點與細胞混合後,在紫外光照下可清楚描繪出細胞輪廓;後者可透過螢光淬滅的程度與金離子濃度做出回歸直線圖,以線性方程式即可求得金離子濃度。

梅雨"鋒"了嗎?––梅雨季氣候特性之探討

本研究以宜蘭測站五六月之資料為分析對象,並輔以其他各測站之資料,以進行分析比對,研究分為兩大面向,一是各天氣要素與時間之關係,探討五六月氣候之統計上之特性及近年來之氣溫、降水變化趨勢。二是各天氣要素與滯留鋒位置之關係,探討滯留鋒帶來之溫壓變化及降水特色。 在經過研究討論後,有以下結論: 一、五六月為冬夏半年之過渡,且北臺灣以六月中旬為梅雨季及夏季之分界。 二、近年來有溫度提升的趨勢,然五六月之極端降水無顯著增加。 三、滯留鋒降水在不同測站間有集中或分散兩特性,與帶來降水之風向有關。 根據以上研究結論,研究者希冀能將此結果作為改善預報之參考,並對梅雨乃至五六月氣候特性做進一步之分析。

車內生物緊急救援車聯網系統

本作品是一個結合車聯網的車內的安全裝置,裝置會在引擎熄火且車門上鎖時,監測車內溫度、二氧化碳濃度,當超過安全值時,會發出警報、搖下車窗,並傳送緊急訊息通知車主,以利救援車內人員。 本作品能藉由網際網路與車主行動裝置連結,車主不只能透過行動裝置查看車內各項數值,車主也可以透過行動裝置控制車窗,未來更能與車商配合,整合至汽車嵌入式電腦,便可以實現更多功能。 汽車的發展為人類帶來了便捷的交通,但是多數人注重駕駛中的安全性,卻疏忽了熄火後車內的安全,每年都會有人在車內缺氧或熱衰竭而喪命,為了防止這樣的不幸再發生,而投入車內主動安全系統。

正方形分撕秀

此篇研究主要探討正方形可以在單位格線上,透過最少片切割,經平移或旋轉,拼組成兩個較小的正方形。我們界定這三個正方形的三個邊長要符合畢氏定理且互質,將這三個邊長設為2mn、m2-n2、m2+n2,初始將其分成A類(2mn>m2-n2)和B類(2mn<m2-n2),再對正方形進行階梯狀切割,切成最少片,再透過平移、旋轉,組合成兩個小正方形。本研究成功找到A類中l大=l中+1四片解的通解(以下定義為A1)及B類中也找到l大=l中+2四片解的通解(以下定義為B1);也針對A、B類中找不到四片解的畢氏數,找出最少片解的法則。

自製磁浮馬達應用於發電機之研究

本組實現一個結合磁浮模組、馬達模組及發電模組之自製磁浮-馬達-發電實驗平台Maglev-Motor-Generator (MMG),探討法拉第定律及摩擦力影響。首先,將實心圓鋁柱加工製成感應-同步合一的同軸轉子,再將強力磁鐵崁入圓鋁柱轉子表面及兩端,並藉由下方固定磁鐵斥力達到磁浮懸空之目的。另外,透過變頻器驅動定子旋轉磁場帶動磁浮轉子與旁邊線圈切割磁力線以驗證法拉第定律及發電與轉速關係。為了提高磁浮穩定,磁浮轉子一端以擋板限制其位移量,調整磁鐵角度、磁力大小來達到穩定之磁浮支撐力,並探討在不同材料擋板下,摩擦力對磁浮轉速的影響。 本作品利用上課所學知識,建置MMG實驗平台來探討轉速與摩擦力及發電關係,最後將研究結果加以分析及驗證,達到科學實驗之目的。

Who焦蝦? 社會經驗對螯蝦壓力反應行為影響之初探

本研究嘗試以螯蝦動物模式探討社會經驗多寡與性別差異對其面臨壓力反應行為的影響。我們成功建置隔離獨居、集體群居之養殖系統;設計競技缸試驗來觀察螯蝦面對優勢個體的互動行為,再透過十字迷宮試驗進行螯蝦壓力反應(類焦慮行為誘發)之評估;此外,我們發展簡單的影像分析方法來解析影像數據。結果顯示,社會經驗(集體群居或獨居)與性別都會影響螯蝦面對優勢個體的互動模式與壓力反應行為,且性別差異的影響力較明顯,公螯蝦有較高比例的迴避、戰鬥狀態,母螯蝦互動以推擠為主,此外,社會經驗多的小公蝦可能因能迴避生存威脅、處理面對優勢個體所導致的壓力,而更趨於探索環境。

好「菇」到~探討光質對菌菇生長之影響

本研究使用LED燈進行食用菌菇栽培之生長實驗,採用波長430nm的藍光LED與波長660nm的紅光LED,製作12顆藍光、12顆紅光、3顆藍光9顆紅光、3顆紅光9顆藍光與6顆藍光6顆紅光五種組合燈,再搭配12顆白光形成六種不同的光質組合,探討不同光質與不同光照時間對藍寶石菇與補血珍菇子實體生長的影響。 研究結果顯示:綜合考量光質與光照時間,光照時間4小時且藍光為主的光照條件對藍寶石菇子實體數量、重量與蕈傘面積的生長效果最好,而光照時間8小時且藍光為主的光照條件對補血珍菇子實體數量、重量與蕈傘面積的生長效果最好。