全國中小學科展

第60屆--民國109年

樹葉現形記

生態移印染是將植物經由加壓與高溫,將植物的丹寧色素染印在織品的做法,所用的植物葉片需求量低,無毒且量多的植物都可以用於移印染。 媒染劑可使移印染的顏色產生變化,移印染的顏色來自植物的鞣酸色素,只要鞣酸含量高,除去革質葉植物與肉質葉植物都是移印染的優良素材,而鞣酸成分是能檢驗的,我們用氯化鐵滴入植物汁液檢測,轉為藍黑色則代表鞣酸含量高。移印前可以先測試鞣酸含量以避免浪費資源。 移印染後的作品可用來製作多樣手作產品,近年來有許多社區都致力於運用在地植物進行天然染色與文創商品研發,生態移印不脫離植物染的範疇,但運用上更簡便,植物葉片的需求量也不多,若能以在地的植物進行移印染則是植物帶來珍貴的資源。

神奇超距力攪拌器-探討各項影響電磁攪拌器穩定運轉的變因

電磁攪拌器於生活中的運用越來越多,如奶泡機、攪拌杯。網路有分享利用各種回收資源製作的視頻,模仿製作卻發現不能運轉,使我們決定要解開電磁攪拌器穩定運轉的秘密。本研究先模仿網路視頻製作2部攪拌器,找出影響穩定運轉的變因有:馬達性能、旋轉磁鐵的大小與排列、轉盤與攪拌子的距離、攪拌子大小及形狀等。自己設計攪拌器驗證實驗結果。研究發現:增加轉盤的重量提高負載,可以降低馬達的加速度及轉速,搭配厚度5毫米、直徑2或3公分的磁鐵NS並排相吸,形成長度4到6公分長的磁鐵轉盤,再調整旋轉盤上磁鐵與攪拌子的距離,可使2.5公分長的各式商用攪拌子非常穩定的旋轉。利用回收電腦硬碟製作電磁攪拌器,既環保又能化腐朽為神奇。

東眼山-天空中的瀑布

校園中東大門向東南方望去,山群間有一排流動的雲,那是東眼山上的「雲瀑」美景。為何東眼山會出現如此奇景?利用自製雲霧的方式來證實山上易形成雲霧的大氣條件,再透過搜集資料及踏查東眼山,調查其大氣條件、地理位置及生態。探究東眼山為何得天獨厚能出現如此美麗的雲瀑,發現東眼山林相、溫度、濕度使得雲霧容易形成,其山勢走向使得冬季東北季風能順勢帶入,讓雲霧流動而為雲瀑,以上的探究結果再以自製東眼山模型,並在模擬雲瀑形成的大氣條件下呈現出來。

欺騙你的小眼睛─視我本色

我們主要是在探討眼睛看到的顏色不一定是真實的顏色;我們主要有兩個研究主題,一個是探討色彩對比後的視覺,另一個則在研究色彩同化後所產生的顏色變化。我們要探討的變因有:顏色變化與底色的顏色及線條的粗細、間距、密度、彩度等的關係,最後也結合了「色彩對比」及「色彩同化」的原理與視錯覺「白色僧侶幻覺」的關係。

神鰭魔力〝渦〞最行?!

本研究探討魚類擺動尾鰭,產生渦流與前進推力的關係。經測試與改良,製作能單純以尾鰭擺動前進的機械魚,並克服水中數據量測不易的困境,自製前進推力檢測裝置、水流流速偵測儀,也自製渦流製造機模擬魚體受力情況,希望找出尾鰭擺動造成加速的真相,結果如下: 一、魚以配速的方式擺動前進,速差越大,產生推力越大,前進速度也越快。 二、尾鰭擺動形成渦流作用於魚體,分為四個時期:單一渦流產生期、成對渦流產生期、渦流相遇期、合流期。 三、渦流相遇合流後,會產生強勁噴流,作用在尾鰭上是主要推力來源。 四、渦流重疊區越大,噴流強度越強,產生位置隨重疊區變小而往後移動。 五、噴流與尾鰭垂直方向夾角呈35度,有助魚體前進。

一次加入偶數個相同數之M&m數列穩定性探討

本研究針對M&m 數列在未穩定前有一半的中位數是來自於兩數相加除以2,致使數列在穩定性上不易有明確的規律,在不改變數列的運算規則下,我們改以每一次加入偶數個或更多個相同數的做法,探討能否加快M&m數列的穩定速度?並利用已知的原數列數字間的差距比例來找出穩定次數及穩定值的數學規律性。當原數列為2k+1項,每一次加入N個相同數,我們得出研究結果: 若N為偶數(N2k+1 中位數與左、右兩邊數字差距和相等,則穩定次數=1,穩定值為原數列中位數。 中位數與左、右兩邊數字差距和不相等,則穩定次數=3,穩定值為數列所加入的第一組相同數字。

海上的楚河漢界-探討影響漁港使用攔木網效果之研究

暑假期間,看到漂流木無預警進港干擾漁民與旅客生活,於是激發我們想要實驗探究攔木網效果的因素 –「攔木網」幾項結論包括:第一、海流大小主要影響攔木網的潛流量、海浪大小主要影響攔木網的跨越量;第二、當漂流木密度比例越大,攔木網通過 的潛流量越多;漂流木密度比例越小,攔木網通過的跨越量越多;第三、提出兩種最佳組合模式『間距1.6cm(80cm)+裙部6cm(300cm)+乾舷高度0.4cm(20cm)』、『間距2.4cm(120cm)+裙部5cm(250cm)+乾舷高度0.35cm=17.5cm)』,可以發揮最高攔截效果;第四、研發複合式攔木網,網袋空間攔截率高達88.6%,使攔木網效能達到最高,並且專家及廠商確認可以執行;第五、攔木網架設位置選擇內港效果最好。最後,希望經由以上的研究,能提供有效的資訊給漁港或漁業署在申請製作攔木網的依據。

「基」少成多—探討n性生物之子代比例

人類以兩性交配為生育方法,其子代性別比的理論值為 ,本研究旨在探討當性別數n大於2時,由n性染色體組合出第k性子代染色體的方法數Gkn,再進而探討各性別所占的比例之理論值。研究方法為藉由討論性染色體組合的方式,找出和{Gkn}對應的生成函數。接著,再藉由比較{Gkn}的生成函數和第一型斯特林數(Stirling Number of the 1st kind,以下簡稱斯特林數){s(n+1,k)}的生成函數,嘗試使用斯特林數表示出的Gkn一般式。對組合數Gkn有基礎認識後,本研究同樣地再接著嘗試Gkn使用表示斯特林數。最後再將Gkn的研究結果應用至遺傳疾病色盲發病比例討論上,討論在不同性別數的生物中所呈現的關係。

研洗攻略~探討果皮酵素的洗淨力

本研究經由製作果皮酵素的過程與洗淨力實驗,試著找出兼具成本低廉、洗淨力優、香氣怡人等優點的果皮酵素,有以下發現: 一、攻略一、二: 1.改用糖蜜、黃糖及白糖亦能成功製作果皮酵素,效果不比黑糖粉差,且能降低成本,尤以糖蜜為佳。 2.果皮成本:西施柚〈柳丁〈鳳梨〈混合〈檸檬〈橘子〈紅龍果 3.糖類成本:糖蜜〈白糖〈黃糖〈黑糖粉 二、攻略三、四: 1.兼具成本低廉、洗淨力優、香氣怡人三項優點的水果前三名:鳳梨、柳丁、西施柚 2.洗淨力前三名:柳丁、鳳梨、檸檬 3.香味前三名:鳳梨、檸檬、橘子 三、攻略五: 果皮酵素製作,柑橘類水果以柳丁果皮製作的酵素洗淨力最佳,在校園清潔磨石子地板、清除水皂垢或廁所環境維持,效果良好,值得推廣。

飲「鹽」止旱~探討台灣藜抗鹽耐旱的可能原因及囊狀細胞角色

台灣藜為台灣原生種作物,本實驗發現其種子發芽率與幼苗生長,隨鹽度及乾旱程度上升,受到很大抑制;發展至第一對葉,台灣藜才展現較好抗逆能力。花青素與類黃酮比較結果,不論是子葉或是第一對葉,鹽度越高或越乾旱時,含量均較高。但POD與CAT活性,子葉時活性變化不大。生長至第一對葉時,POD在2%鹽處理組,活性上升10.8倍;乾旱w40%組,活性上升3.6倍。CAT在2%鹽處理組,活性上升5.2倍;在乾旱w40%組,活性上升3.8倍,酵素活性的結果與抗逆關鍵時期相符。刷除囊狀細胞後,發現台灣藜在鹽逆境下生長較差。2%鹽處理後,將囊狀細胞刷除,CAT活性下降約82%,POD活性下降約39%。囊狀細胞除了儲鹽能力外,尚有抗氧化酵素存在其中的可能。加鹽的處理能加強抗旱能力。