第42屆--民國91年

我們會做這個實驗是因我們在上美勞課時，由老師所提共的刀片大部分都已生鏽，造成我們使用上的困擾，也因此讓我們探討起鐵生鏽的相關知識。此實驗最主要能補充課程教材所不足的部分，這學期牛頓版自然科第十二冊第一單元也在探討鐵生鏽相關的課程，我們的實驗驗證了鐵生鏽的條件必須要同時有水和氧的存在。這部分課本並沒有詳述，一般我們同學都會認為鐵釘放入水中就一定會生鏽，為了能控制變因，我們把水加熱，滴入油覆蓋，製造無溶氧的水來證明鐵釘在只有水沒有氧的情況下不會生鏽，同理也製造無水汽的氧來證明鐵釘在只有氧沒有水的情況下也不會生鏽。最後我們使用乾燥劑和利用碳對氧的活性大來防止刀片的生鏽，效果相當的好，也完成當初我們所設定的問題，也要特別感謝老師的指導。

經過多次親自實驗發現與文獻資料中利用「悶熄蠟燭」實驗證明「氧氣約占空氣的21﹪（約1/4.76）」有所出入，因為從「悶熄蠟燭」的多次實驗中顯示水位會急速上升，發現利用蠟燭使「水位上升體積」與「空氣中消耗氧氣體積」誤差頗大，更遑論「悶熄蠟燭」可支持「氧氣約占空氣21﹪（約1/4.76）」理論！所以針對：蠟燭數量多寡、火焰大小、空氣膨脹…等因素一一探討，抽絲剝繭找出「悶熄蠟燭」的誤差究竟在那兒？有鑒於「悶熄蠟燭」實驗方式是不準確，因此我們更進一步研發另一新方式，顯示出「水位上升體積＝空氣中消耗氧氣體積」，證明「氧氣約占空氣的21﹪」理論。

植物的枝條置入添加色素或鹽類的水中，會出現葉子枯萎、葉柄下垂的現象，此與滲透作用所產生的質壁分離現象有關。本研究將文珠蘭的葉片表皮製成玻片標本，分別滴加蔗糖、鹽類、重金屬溶液及有機溶劑，靜置 30 分鐘後在顯微鏡底下觀察並統計細胞出現質壁分離現象的比例。實驗結果發現，相同濃度的蔗糖溶液對細胞質壁分離現象之影響較鹽類及重金屬溶液低；溫度在 20℃?50℃細胞發生質壁分離的數目有隨溫度升高而增加的趨勢；但在溫度 0℃?25℃的範圍內，溫度越高，質壁分離現象反而較不明顯；比較不同部位的細胞，發現下表皮較上表皮的細胞不易發生質壁分離現象，保衛細胞「質壁分離」現象則較表皮細胞輕微；在不同生活環境的文珠蘭，細胞發生質壁分離的現象也有差異，生長在旗津海邊的文珠蘭，其葉片細胞的質壁分離顯然較市區校園栽種的植株需要較高濃度的溶液才會發生，此應與其對海風及鹽霧吹襲的適應能力有關。在滴加清水後回覆情形以蔗糖、丙酮較為良好，重金屬及鹽類離子較差。質壁分離現象在生態上，可作為研判植物枯萎究竟是因為環境的高鹽度、重金屬溶液或有機溶劑的影響，或是因缺水而導致；也可作為預測植物是否耐鹽及適合生存於高溫或低溫等環境的參考，更可作為選擇何種植物來綠化當地環境的指標之一。

我們要來探討水芙蓉的根，除了可以吸收水分和養分外還可以做什麼功用？我們總共做了三個實驗，第一個實驗是探討水芙蓉根的長短對植物生長有何影響、第二個實驗是探討水芙蓉根在水中的平衡作用、第三個實驗是探討水芙蓉翻過來的情形。第一個實驗我們還沒有發現什麼東西，第二個實驗我們發現水芙蓉的根除了可以吸收水分和養分，還有平衡的作用，第三個實驗我們發現水芙蓉倒放的生活還是可以活下來，但是他倒放以後的生活，它的根會跟以前還沒有倒放的根差距很大。所以水芙蓉的根對它在水中的平衡有很大的幫助。

在國中理化中提到，紅、藍、綠三原色光，吸收、混合後可以合成其他顏色的光。但實際上，單波長光的顏色；以及課本實驗中，藍光照在綠色片上所呈現的顏色偏差（藍綠色，非黑色），便無法以此理論解釋。因此本研究計畫藉由 SP20 分光光度計能在可見光範圍偵測樣品對各波長光線吸收度的功能。捨棄光的三原色過於簡化的說法，以實際測量各有色樣品（濾光片、化學藥品、噴墨印表機墨水、實際列印投影片）所得吸收度曲線圖，重新解釋顏色的呈現。了解顏色是人類對光的感覺，而不是光本身的性質。並在完成對彩色噴墨列印樣品吸收度的基本測試後，設計以印表機、軟體、墨水顏色、濃度深淺為變因、交互搭配的 334組實驗，比較印出成品的最大吸收度比例與原先在電腦中設定顏色濃淡比例的偏差值，找出最能真實列印出顏色濃淡的組合，實驗結果顯示：印表機方面：HP 670C、Epson Photo EX表現最佳。軟體方面：CorelDRAW，Photoshop，Photoimpact 表現平分秋色。

顏料是各種不同顏色的混合體，本身含有很多種不同的成分。他是由三原色以各種比例調和而成。透過不同顏料在水或酒精中溶解速度快慢的不同， 能夠將顏料中的組成顏色在粉筆上分開。實驗中我們也得知， 自然界中許多顏色亦是由三原色所組成。

相信大家應該都聽過「再忙！也要和你喝杯咖啡」這一句廣告詞吧！我是因為看了那個廣告，才開始想喝咖啡的。平常在讀書的時候，我會泡一杯即溶式咖啡放在書桌旁邊，有一天我爸爸帶我去買「虹吸式咖啡壺」。當老闆在教我怎麼使用「虹吸式咖啡壺」的時候，我發現了幾個問題：到底水是怎麼跑上去的呢？又是為什麼會一下子掉下來呢？難道有我不知道的機關？\r 這一連串的問題引發我與班上兩位同學在理化老師的指導下，開始研究「虹吸式咖啡壺」原理的動機。於是我們在實驗室自製實驗裝置探討「虹吸式咖啡壺」的原理。老師也提醒我們要查一查上學期學過的理化課本，有什麼跟這個是有關係的，想一想這個原理可以應用在哪些地方，因此我們便做了下面系列的研究。\r

飛行是門兒很奇妙的學問，它牽涉到力、氣流、飛行器的構造等因素。在這次的科展中，我們想透過紙、吸管等簡單的器具，使飛行器飛起來，看哪種飛行器飛最遠。我們先參照對照組，改良出四種類型的飛行器，再以手試飛，計算各架飛行器的平均飛行距離、觀察飛行狀態，且由各類型飛行器中挑選一飛行距離最遠的優良飛行器並互相比較。事後大家發現，由於每個人的身高不同，加上每次用力的大小、發射的角度不一，造成變因太多，所測得的飛行距離不夠客觀。所以，我們根據虎克定理，設計了一種能控制發射力量及角度的發射器。透過客觀的發射器，我們試飛了對照組飛行器、四優良飛行器，比較其平均飛行距離與飛行速率。再者，試飛時我們發現各類型飛行器的飛行狀態皆不同，所以我們又利用錄影機、電腦動畫技術來了解、模擬各飛行器的飛行狀態。

本研究動機由於在五年級上學期牛頓第九冊第一單元光和顏色課程，曾做過彩虹的實驗，但我們在實驗時始終無法清楚看到彩虹，於是引起了我們對彩虹研究的興趣。研究過程分四個步驟來進行：分別是（1）利用簡易的噴霧器是否能製造彩虹？（2）不同噴水量的噴霧器在太陽光底下觀察彩虹的清晰度？（3）不同顏色的背景，哪一種背景下所看到的彩虹最清晰？（4）如何營造出在教學上最易觀察到彩虹的方法？實驗結果發現，製造出彩虹是容易的，只要具備噴霧器水量、無雲的陽光，在較暗的背景（黑色最佳）的情況下就可以很容易看到彩虹。另外便於實際教學上可以自己準備一個紙箱子，內部貼上黑色壁報紙，將箱子、觀察者與太陽方位以順時針135 度或225 度所觀看的角度最佳。

讓科技融入生活，運用科技提升生活品質，這是此項“多功能窗簾控制器”的最大特色，不但產品特性涵蓋了感光、遙控、定時、手動兼具外，更考慮到經濟性、方便性、實用性與安全性，是一項面面俱到的優良科技產品。一般研發科技產品，往往陷入靈活創意卻忽略了是否具體可行，付諸實現的可能，如此一來，就陷入了所謂空中樓閣叫好不叫座之研究障礙中，很多發明家皆面臨如此窘境。所以在思考如何研發新產品改善生活品質時，應時時對照是否可行、是否經濟、是否比原來更改善、是否安全……等，一切就緒，付諸實現機率將因而大增。此次研究過程融合了創意、團隊、克服困難及老師的提示與指正，能將團隊思考變成實際產品，這期間的過程是艱辛的，而這一份成果是甜蜜的。研究小組在北區科學展獲得優勝時，相擁歡呼、互相道賀，更希望能在參與全國評比之中脫穎而出，榮膺肯定。最重要的是本項產品之構想，是否能為全國百姓提升生活品質，造福社會皆是小組成員的最大心願。學生習作，縱使考慮頻繁，總免不了思考不周，並祈各界指導能不吝賜教。