全國中小學科展

第43屆--民國92年

非常好色

校園中形形色色的植物,有些有著繽紛色彩,另一些則帶著深淺不同的綠,這些顏色來自植物中的色素。我們嘗試用水來萃取植物色素,並改變色素汁液的酸鹼值,觀察色素顏色的變化。再利用濾紙色層分析的方式,證明不同的顏色是否皆由單一色素構成。最後使用色素汁液來染布,比較不同材質布片所呈現的染色效果。

追風小精靈---永和、金山、北埔家燕、赤腰燕自然觀察

這個家燕調查從 2001 年到今年已進入第三年。2001 年與2002 年全面普查永和家燕巢數148 個,定點觀察9 個巢,詳細觀察並完整紀錄家燕在永和的活動與雛鳥成長過程。2002 年10 月~2003 年6 月在加入金山、北埔二地家燕觀察。金山靠海,北埔靠山,探討不同的生活環境,家燕在習性上有無差異。調查結果發現:家燕在築巢、產卵、抱卵、育雛行為三地都沒有差異。從調查發現:家燕每年回舊巢繁殖時,都會修巢往上堆高,巢高會隨著巢齡而增加;最先到巢的家燕是巢齡四年以上的老鳥,證明老鳥在飛行的路線上比較熟悉,減少摸索。因為最先到巢,所以配對、修巢、產卵、育雛的工作比菜鳥快很多。家燕每年可以生 2 窩~3 窩,每窩在調查家燕的過程中,發現金山、北埔兩地有赤腰燕築巢,進而分析赤腰燕不在永和築巢的原因。金山有 13 個巢,9 巢在住家,北埔有 38 個巢,29 巢在住家,原來赤腰燕喜歡農村型的環境,築巢在純住家干擾少,如果在商家築巢,一定是選擇挑高的舊式大樓,離地在 650㎝以上,或者在商家的 2、3 樓屋簷下,這樣比較不易受干擾。赤腰燕築巢也會選擇在馬路中間路段的房子,不在邊間,牠很重視隱私和安靜,巢是包裹起來,是封閉型,只留一小口作為進出。人口密集,商家繁多,人來人往的城市,不是赤腰燕喜歡築巢的環境;而這種環境最適合家燕築巢,牠愛熱鬧,不怕吵雜。尤其喜歡築在汽車美容、汽機車修理店,便利商店。巢形是半碗形,採開放性,牠不怕人,把人類當成保鑣。喜歡築巢在連棟並排的街道,不在零星或獨棟屋簷下築巢。

葫蘆墩圳的水流之美─水愈流電愈多的水力發電

我們自製「氣壓式的可回收水流裝置」以節水的方式來探討『水車扇葉和水流速』的關係得知不管水流速大小,8 支的扇葉水車設計轉數均較低扇葉的為佳。在設計可實際帶動發電機轉動的水車模型中,我們以作圖及計算在水流速度為 118cm/s下,水車的最適力柄大小為 27.3cm 長。實地以自製設計的『水車及發電機組做葫蘆墩圳的水力發電』測量時,我們所設計的水車其發電情形也令人滿意。所以,我們證明了:『只要流動中的水均可以設計合適的水車帶動發電機來發電』。在能源短缺的今天,妥善運用這種「取之不盡、用之不竭」的大自然力量是最值得推廣的水力發電方式。

做不完的彈簧實驗-縱波性質的研究

本實驗主要在研究彈簧縱波若干性質。首先在測量波速時發現同彈簧不論伸長量為何,其傳遞縱波的時間皆同。以橫波波速公式為基礎,配合虎克定律、彈力修正項導出彈簧縱波波速公式為 代入此公式求得之速度與實際測得速度相比,相對誤差約在1 %內。之後進行駐波基頻、鉛直懸掛彈簧、彈簧不同段有不同張力等研究,測量波速來驗證公式,結果仍符。其中在分析不同段有不同張力之研究,發現波傳遞到交界處有部分穿透、部分反射的現象,進行理論與測量值的比對,結果在時間上、強度上的特徵皆符。

探討手擲飛機的失速原因

\r 我們想起前些年華航空難,根據華航局華航空難飛機失事前的飛航資料紀錄器資料,證實飛機在跑道頭6浬外進場時高度即偏高約1000呎以上,而後持續偏高,至跑道頭約半浬處即決定重飛,飛機外型為起落架收上,襟翼收至20度,完成重飛手續,其後數秒,座艙聽見超速警告,十餘秒後,飛機仰角逐漸上揚至失速(Stall),旋即墜毀。 \r \r 當我們從設計、切割、磨木、組裝、黏合……一直到試飛,在這途中經歷了許多心血,可是你正當看著你辛苦做出的手擲機乘風而翔時,你心中頓時有股成就感渾然而出;就在這時你的手擲機機頭突然抬頭上仰失速墜落,你一定會很灰心吧!我們可發現華航空難似乎和我們的手擲機以相同的命運﹕機頭急速仰起就墜機了。可是失速的原因是什麼呢?飛機仰角在幾度以後會失速呢? \r

趨光性的色光差異及遺傳關係

這項研究,主要是在探討果蠅的趨光性的色光差異和遺傳的關係。很多種昆蟲都具備趨光性,我們之所以以果蠅作實驗,主要是因為其生活週期短,大約兩週,且易於培養。實驗內容是以「迷宮器材」來鑑別果蠅對某一特殊色光的偏好,將該群果蠅分離出來培養,令其繁衍後代,觀察其後代對此一色光偏好的比率,我們所用的果蠅大致上對綠色光較敏感,而其子代的敏感度較親代高。因此,我們推論趨光性會遺傳,且受光影響,但並非全由光影響,故這可能是實驗中的誤差成因。雖然此實驗是以果蠅為對象,但亦可假設其它具趨光性的昆蟲,也可能是因遺傳而導致其子代有趨光性,而我們可利用其趨光的一些特性,減少農作物因害蟲類的果蠅而損失,並且希望可以得知,在人造光源還未出現在世上時,夜行性昆蟲是否有差異。

芳香酒精帶著走—探討促凝劑對酒精凝膠之影響

本研究研發燃燒時能釋放香味但不產生黑煙之芳香酒精凝膠,也進一步探討促凝劑對於芳香酒精凝膠所能維持凝膠時間之影響。本研究以酸鹼中和法(冰醋酸+氫氧化鈣)配製酒精凝膠,找出酒精與水的最佳體積比為 5.7:1,而氫氧化鈣在 0.5- 0.6g 與 0.8-1.0g 時,凝膠有較好的維持時間。選用添加杏仁油、香蕉油、橘子油與茉莉花精油:氫氧化鈣 0.5g 以上時,除香蕉油外,其他精油都有延長凝膠維持時間的效果。選用多元醇作為酒精凝膠之促凝劑,找到酒精凝膠維持時間達 3~5 倍者有四組:(1)杏仁油+葡萄糖 (2)橘子油+乙二醇 (3)橘子油+葡萄糖 (4)茉莉花精油+葡萄糖。探討溶劑整體極性影響酒精形成凝膠之實驗設計,包括測量添加物之醋酸鉀酒精溶液導電度與測量促凝劑酒精溶液的黏度。

“土豆”為什麼地上開花地下結果

土豆─落花生只能在地上開花後,子房柄伸長入土中,發育成莢果,謂土豆;供我們使用的莢果之花生仁存放不當常會產生黃麴毒素,可能有礙吾人健康問題;落花生的種仁在地壤中能發芽,但要在地上萌芽仍受限於土壤覆蓋淺厚有關。

自動防水閘門

此題目主要是製作一自動防水閘門系統,當雨量過多造成淹水的情況時,利用水本身的重量來使閘門自動升起及下降,讓水無法流入室內,以達到–[以水防水]–的目的。此專題的主要功能在於:一、有效防止水流到室內,造成生命及財產的危害。二、依水量多寡自行調整閘門高度,省去人工組裝與拆卸,以節省人力。三、完全由水的重量提供動力來源,不需靠額外的動力來源與電力控制。其主要(設計)如下:一、利用步進馬達控制雨量,藉模擬雨量來測試閘門升降高度。二、利用水本身之重量,透過滑輪組及儲水桶來使防水閘門自動升起。三、儲水桶上方裝設彈簧,儲存使閘門下降的動力。當水位消退時,使閘門下降。

全方位居家安全系統

〝全方位居家安全系統〞經過我們共同討論以及努力之下,發展出以下六個系統:一、 安全供電系統當人體觸碰到時不會有電,但當一般家電使用時即供電,如此便可以防止因觸電所造成的傷亡。二、 指紋門禁系統利用指紋的特徵點與已紀錄的指紋作比對,成功後會打開大門,失敗了會將指紋紀錄在電腦裡。三、 網路監控系統當居家遭受任何危害到居家安全的狀況時,會自動透過網際網路即時通報在公司的主人,嚴重時會透過電話傳出求救語音至警察局、主人手機等,以減少因災害所造成的財物損失,也可由公司監視居家的狀況。四、 防災系統當發生瓦斯漏氣、地震、水災、水質問題時,會啟動警報器來提醒住戶,並會依據所發生的災害來做進一步的處理。五、 防盜系統利用紅外線來感測人體,當任何人接近居家周圍時,即開始錄影,如窗戶自外部開啟即會觸動警報系統以嚇阻小偷,並通知相關單位與主人。六、 水質監控系統利用電壓的不同來判別水質的總固體含量,當電腦判別水質為不良時,便會啟動水流控制閘關閉家庭用水,並且發出警報與手機呼叫通知主人水質問題。