全國中小學科展

第43屆--民國92年

超不炫!抗眩膜的研究

一般陰極射線管(CRT)的電視螢幕易造成光線的反射強度過強 (如圖1-1) ,可看到天花板的日光燈;所以在外部光線很大時,會因刺眼而看不清楚螢幕的影像。但經過表面霧化處理的液晶螢幕,就可以使入射光源產生散射現象,光源分散的效果,進而達到抗眩的效果(如圖1-2),便看不到天花板的日光燈。而表面霧化處理,指的就是在螢幕上貼合一張含奈米粒子或微米粒子的薄膜。本實驗利用實驗計劃法設計,首先合成出奈米粒子之後利用塗佈、光聚合的方式(高中化學下第八章),形成一張抗眩效果的薄膜;再利用光學反射原理(高中物理上15-17章)測量薄膜的眩光度;眩光度大表示眼睛會感到不適,螢幕不眩光表示較佳。根據實驗結果,發現粒子添加的多寡與粒徑大小是決定眩光度好與壞的主要因素。

不用加油的車子

五下自然課本(康軒版)第二單元電磁鐵與電動機中,提到「電能」能透過線 圈轉成「磁能」,產生磁力再轉變成「動能」使東西移動,於是激起我們想研究利用 由電能→磁能→動能,使車子移動的念頭,透過大家搜集資料、實際操作實驗後, 發現了以下的結果: 一、 磁浮車就是利用電與磁的交互作用使車體前進、後退,但這是須要非常強大的 磁力,其最有效的方式則是以電磁鐵作為磁力的來源。 為了避免能量的損失,還須要以沒有電阻的超導體,來達成高效率的能量傳導。 二、 日本的磁浮車就是利用線型馬達使車子前進 ,但車子必須滑行到一定的速度才 會飄浮,所以車底裝置車輪作為車子啟動及緊急煞車的輔助。 三、 目前我們無法使用超導體來傳導的高能量,於是改採以電磁鐵製成的簡易馬達, 加裝車輪使車子前進,希望將來能研發出屬於我們自己的磁浮車。

速準圓規

(一)目前在工件上劃圓一般都是以圓規量取直尺上的尺寸為主要劃圓方法(圖1-1),但精準度以及方便性不佳,於是我們想出利用游標卡尺套上特製的劃線裝置,製作出游標卡尺劃圓器。 \r (二)本作品是利用兩組特製的精密套件(圖1-2)以及一組劃線針和一組中心沖頭。 \r (三)游標卡尺的使用方法簡單、精準、快速,如有效的利用於劃圓的工作,不但可以改善圓規在使用上的不方便(圖1-3)以及不精確性,此產品若使用更高精密的游標卡尺(如:附錶式游標卡尺或電子式游標卡尺)可容易取得準確的半徑尺寸用於劃圓。再配合熱處理後的特製中心沖頭(圖1-4),即可直接沖打準確的中心孔距,是一項相當具有實用性及創意性的產品。\r \r \r \r \r

大白鼠長期增益作用與sgkmRNA關係之探討

sgk 是影響記憶形成的關鍵基因,而長期增益作用(LTP)是長期記憶的重要電生理模式。因此,我希望能證明以下推論:引發老鼠的長期增益作用應該會導致老鼠海馬迴的 sgk mRNA表現量增加。實驗過程分為兩部分:(一)引發老鼠的 LTP,並將老鼠分成三組觀察紀錄引發LTP 前、引發 LTP 後十分鐘、引發 LTP 後三小時的膜電位變化。(二) 以 real-time PCR 的方式比較三組老鼠海馬迴中的 sgk mRNA 表現量。實驗結果發現引發老鼠產生 LTP 後會使其膜電位反應明顯增加,並可持續長達三小時之久。而引發產生 LTP 後三小時的老鼠海馬迴區域中的 sgk mRNA 含量相較於對照組(baseline)老鼠有顯著增加的現象,驗證了前述實驗推論。本實驗成功的以電生理模式證明了 sgk 是影響長期記憶形成的關鍵基因。

靈異照片

本次的研究起因於生活中的小插曲-「果汁不小心滴在相片上,相片產生了變化」。而平時自然課老師不斷的提醒要隨時觀察身邊事物的變化,有興趣就好好的研究,因此我們決定找出到底是果汁中的何種成份使照片產生變化。在研究的過程中,我們從實驗中得到了答案,也發現了新的問題,經過不斷的討論與實驗,我們的主要發現如下:一、相片上繽紛的色彩是由紅、黃、藍三種原色所組成。二、相片上這三原色上色的次序先後是黃 紅 藍。三、水果多為弱酸性(pH=4),然因所含酵素種類不同,對相片所產生的影響也不一樣。四、檸檬酸使相片變色的情形是由相片最上層往下侵蝕一層,而水果酵素使相片變色的情形是將相片的三原色直接溶解了。五、將奇異果及鳳梨果汁經高溫加熱後,因酵素受到破壞,對相片產生的影響與檸檬酸對相片產生的變化相同是一樣的。所以我們認為使相片產生劇烈變化的主因是水果中的酵素,而水果中的微酸亦可對相片產生些微的侵蝕效果。但是,研究過程中水果酵素並不易取得,所以我們是以「蛋白質分解酵素」來實驗;如能取得不同水果酵素,相信可進一步加以研究探討。

微物視觀-實用的顯微投影機

浩浩蒼蒼的大千世界中,除了人眼所及的巨觀事物外,存在微小尺度底下的世界,更令人嘆為觀止。而顯微鏡的發明,正可滿足人類對微小事物的好奇心。然而,顯微鏡只能受限單人操作及觀察,本研究小組製作一台輔助顯微鏡的投影機,以彌補上述之缺點。整個研究目的是製作一台顯微投影機,並藉由顯微鏡上不同倍率的物鏡及不同焦距之投射透鏡的互相搭配,以達到不同的放大效果。此外,更可利用透鏡的整體放大倍率,以及光屏上的影像大小,反推實際物體的大小。研究過程主要是測量物鏡的物距及像距〈p1、q1〉,以及投射透鏡之物距和像距〈p2、q2〉,且測量光屏上的影像大小,再依據薄透鏡公式及放大倍率公式求出欲得的物理量。研究結果的確能從光屏上見到顯微投影機投射出的清楚影像,且能精準量出影像之大小反求出實際物體大小。討論中對整個實驗中人為和儀器造成的誤差,以及實驗過程中其餘因素產生的誤差作一番探討。最後結論是針對顯微投影機未來的期許及本研究小組的實驗心得。

深不可測嗎?

有一天上自然課 \r 嘉佟:嘿!均惟,你看筷子在水中斷成兩截耶! \r 均惟:本來就會了!連這個都大驚小怪。 \r 嘉佟:那水池中的魚不好抓!原因與「筷子」有關係嗎? \r 均惟:一定是!就是老師剛才上課教的「折射」嘛! \r 嘉佟:好!嗯?????那瓶中的硬幣不管在任何情況下都是站這麼遠才看不見的嗎? \r 均惟:咦!這和「水深」有關嗎?咱們問老師!說不一定有什麼大發現! \r 老師:如果你們對這個問題真有興趣,我們何不來研究,研究! \r (於是我們便利用課餘的時間,展開一連串的探究與實驗。) \r \r \r

迷踨蝴蝶球之謎

棒球投手不但要會投快速直球,還要懂得變化球,藉以擾亂打擊手,掌控球局守勢,其中有一種讓球迷津津樂道、偏偏又令人不解的彈指球,以近乎不旋轉投出,竟得飄忽行徑,美譽蝴蝶球,本研究試以實驗解謎之。

先聲奪人─從共鳴管到共振子

本實驗利用音效處理軟體混合各頻率sin波,作為強迫共振系統聲源,測出容器的共振頻率,發現圓柱形的窄頸容器具有一系列泛音,但其中的基音頻率變化卻符合赫爾姆霍茲共振子的理論趨勢,顯示系統的共振同時具有駐波及共振子的性質。進一步測量瓶內各點的振幅發現其聲波共振的方式與共振子有相當的共通性,卻也有駐波的存在。

再來一貫

在課本上收集氣體,均會利用排水集氣法來收集,但薊頭漏斗易漏失大量的氣體,使得效率不佳,於是我們研發出兩種不同的反應器,來製造及收集氣體,但收集到的氣體只能馬上使用,無法儲存起來利用。因此,我們又製作了收集氣體的球,及單向針筒,但要擠出來使用時又覺得不太便利,於是,我們以點滴筒來自動注射,接上我們設計的反應器,再將氣體導入收集球中,最後將氣體灌入密閉灌中(需置入冷劑中,否則不易灌入)。本實驗克服氣體收集效率不佳及無法儲存的缺點,成功的設計出,從氣體的製造到收集一貫作業的〝自動反應及收集器〞,不僅製造二氧化碳適用,還可應用在製造氧氣及氫氣等其他各種氣體,達到實驗自動化,和普遍化及環保化的目的。