全國中小學科展

第44屆--民國93年

文蛤噴水行為的研究

藉由觀察文蛤噴水行為了解文蛤的呼吸,並探討會影響文蛤噴水次數的因素,讓我們對文蛤的噴水行為有更深入的了解。

大的變大,小的變小?

有一次,老師在課堂上演示一個有趣的科學實驗。內容是:一個大汽球連接一個小汽球,中間以一個閥當開關。老師要我們猜「氣閥打開後,汽球大小的變化如何」幾乎所有的同學都一致認為大的變小,小的變大,最後將會一樣大。結果呢?老師開關一打開,大家都楞了一下,結果竟然是「大的變大, 小的變小」。這表示小汽球壓力大,大汽球壓力小,氣體由小汽球流向大汽球。但矛盾來了,小汽球變得更小,豈不是壓力變得更大,而大汽球變得更大, 壓力將會更小,那壓力又如何會達致平衡呢?因此,我們決定好好的研究這個問題,以解決矛盾。

在紅與綠之間找尋平衡點

塞車是每個人的夢魘,開車順暢是所有人的希望,因此我們實地觀測紅綠燈的現況,想找出塞車的原因,並想找出解決塞車的方法;從一連串的實驗中,我們設計出文化路、縣民大道、民權路的紅綠燈關係圖,用圍棋子模擬車輛,實驗目前的紅綠燈秒數,找出塞車的原因,並且想出紅綠燈連線的方法和紅綠燈秒數的最佳數據:文化路是紅綠燈週期90 秒綠燈70 秒,縣民大道是紅綠燈週期90 秒綠燈70 秒和紅綠燈週期120 秒綠燈90 秒。

相約某年、某月、某一天

時間與我們日常生活有密不可分的關係,而記錄時間的方法,我們稱之為『曆法』,但在時間的推演與換算之中,從古至今有許多不同的表示方式,我們探討過程中發現,很多的曆法都以觀測太陽、地球或月球運行的軌跡來定義時間,曆法之間的差異,則是依著不同的計量而有所差別,但主要都是著重於地球、月球的運行,並且以置閏的方式來矯正時間上的差距,隨著時代的進步,我們能應用科學方式,更精準計量時間、修正曆法,使得曆法記錄時間更趨於完善。

台灣冷泉的實驗室模擬

除了義大利外,台灣地區得天獨厚擁有冷泉,近年來,蘇澳冷泉更成為一個名聞遐\r 邇的旅遊勝地,蘇澳冷泉的泉水純淨,湧出量大,既可飲用、沐浴也可供其他用途,對\r 於這神奇的泉水究竟是如何產生的,筆者感到非常的好奇,於是設計了一些實驗,期望\r 能更加瞭解它的成分組成及形成原理,進而揭開她神秘的面紗。

披沙揀金---如何有效分離大小顆粒

我們的實驗主要的目的在探討振動時顆粒的流動機制,找出振動情況下混合顆粒分離的最佳數目比及最佳直徑比。一、我們推論造成『大顆粒上浮,小顆粒下沉』的原因是因為振動時產生空隙使上層小顆粒向下填補,擠壓下層大顆粒且振動時顆粒堆積造成斜面顆粒碰撞,上層顆粒體產生擠壓現象使大顆粒上升。二、由數據發現,當大顆粒數目與小顆粒數目比為5:1時,大顆粒浮出數目最多,接著我們使用不同規格的『鋼珠』,進一步探討顆粒的最佳直徑比我們觀察以3/32:6/32的鋼珠浮出數最多,推論最佳直徑比為3/32:6/32。三、大小混合顆粒,當振動次數超過60次時,大顆粒浮出數目不再增加,我們推論『60次是大顆粒上升極限值』,原因可能為振動超過60次之後浮出之大顆粒開始下沉。

水的泡泡啵啵啵

水是我們生活上不可或缺的必需品,在水的世界中,有硬水和軟水之分。硬水中含有多量的鈣離子或鎂離子,然而實驗中發現不同的水樣,會造成清潔劑的清潔效果。水中含有越多的鈣離子或鎂離子,對清潔效果大大折扣。

水中『藻』寶

經由實驗觀察我們發現池水中的藻類在陰暗處靜置後會有自然沈降的現象,利用這個特點可以很方便的收集藻類進行藻類的觀察,這也解決上學期我們在進行水中小生物實驗觀察時不容易找到他們的問題;藻類因具有葉綠素呈綠色因此在顯微鏡下很容易觀察到,在這次的實驗中我們認識了25種藻類,涵蓋原生生物界中的綠藻門、裸藻門及金黃藻門的藻類。藻類數量的觀察是進行藻類實驗時最基本的課題,經過大家討論及老師的建議我們採用顯微鏡進行視野內藻類數量的估計,先以放大100倍率觀察紀錄視野中藻類的種類,再以400倍率隨機挑選五個視野觀察藻類數目,平均後以此估計每ml樣本中有多少個藻類來作為比較的依據,但此方法不僅費時且存在很大的誤差,為了有比較的標準且尋找一種更簡易方便的方法估計藻類數量,我們想到利用光線對藻類生長影響實驗中池水混濁度和藻類數量成正比的關係,我們將自製濁度計加以改良除去人為主觀的因素,做為監控藻類生長的工具。由實驗發現藻類的生長繁殖受到溫度、光線、無機營養鹽及有機物的影響很大,池塘中的藻類在池塘生態系中扮演著生產者的角色,藻類不僅是水中小動物的食物,更是大氣中氧氣的製造者,所以水中自然不能沒有它們,但是如果藻類繁殖太多,藻類死亡後由細菌分解用掉大量的氧氣,則對於其他生物亦有不好的影響,由實驗得知目前潭墘村的池塘污染主要是家庭有機污染源,因此研擬減少池水的污染並維護生態平衡將是一個重要的課題。

電來了~看你往哪裡跑

研究電解水的過程中,裡面因電離子產生電化學反應,為了作更進一步探討電解時的變化情形,我們必須設計比目前更精密的測量儀器利用細管體積的變化設計出「氣體體積測微器」,其測量將準度可達10-3ml,實驗中我們發現水遇電極產生酸鹼變化,又更進一步的探討其電離子移動的情形,設計酸鹼電解器,探討電解水正、負極的酸鹼變化。發現正、負極可改變測試管中水的PH 值,為了解電解離子運動反應,我們設計離子運動測試器及多種離子導入的方法,實驗中發現因電解實驗離子分解,跑至中間物體,希望離子滲透的原理,能應用於醫學上,電解的物質如果是離子性藥品,是否直接亦可利用此原理將治療藥劑送至需要治療的位置。

池塘邊的舞者─水田嬰(青紋細蟌)

這個實驗的主題可說是台灣本土最多的豆娘-青紋細蟌,整個實驗目的可以分成三項:一、解開青紋細蟌自己的各種奧妙,例如身體結構、雌雄差異、交尾與變化。二、探索青紋細蟌對病媒蚊的防治是不是也有一些貢獻,她與環境之間的關係。三、青紋細蟌最引人入勝的羽化過程與生活史的演變。幸好在農藥如此氾濫的都市邊緣還能夠找到兩三塊觀察實驗的場所,在野外觀察與紀錄下的結果;至於羽化過程與生活史的研究,則從野外收集豆娘樣本,回到實驗室飼養與觀察,慶幸的是,這些研究後的豆娘,很能夠適應學校的水生教學園區,也能夠繁殖出新的豆娘世代,不會因為研究而傷害了豆娘們的生存;以下就是整個研究成果。