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第44屆--民國93年

寵兔大觀

本研究在探討兔子的繁殖,要注意公兔的體型大小,要維護仔兔身上留有母兔的氣味,直到滿月。小型兔14 週就性成熟,要儘早與公兔分隔開來,遇到兔子難產需及時幫忙。兔子的牙齒生長迅速,少吃含高鈣食物,營養勿過盛。兔子也可以洗澡,但要注意洗劑的用量,切忌沾到眼睛。兔子中暑要立即冷敷頭部、吹冷氣。

鞋 底 的 祕 密

上體育課時,無意間發現我和同學差不多時間換的新鞋一段時間後,他的鞋子破損嚴重,而我的鞋子卻只有輕微磨損,這到底是什麼原因呢?又在800公尺體適能測驗後,又有同學頻頻喊腳好痛,而我卻只是喘氣,這又是什麼原因呢?難道是他的腳和我的腳是不一樣的嗎?這個問題一直放在我心裡覺得納悶。有一天剛好打開電視機,眼前出現了某鞋子品牌的廣告畫面,搭配上精彩絕倫的廣告詞,「穿上××核心氣墊鞋,每天就能幫雙腳減少30頭大象的重擔與壓力!」真的好神奇喔!後來仔細想想,真的有效果嗎?「廣告」真的可以相信嗎?該不會是賣瓜說瓜甜吧!真的每一雙鞋都適合每一個人的腳嗎?有太多的疑問,於是,興起了我一探腳底秘密的想法。剛好四上健體課正進行到運動有益健康的單元,內容談到走、跑、跳的動作<如附件一>,我把想法告訴了老師,在老師的指導下,我們便進行了一連串的研究。

我切、我切、我切切切

一個多邊形經由一條直線切割可以形成兩個什麼圖形呢?這兩個圖形的組合可以有多少種呢?是否具有規律呢?經過實際切割後,以通過兩邊、通過一頂點一邊及通過兩頂點的切割方式來探討,發現當多邊形的邊數為奇數時,通過兩邊可以形成:(n-1)÷2種;通過一頂點一邊可形成:(n-3)÷2+1種;通過兩頂點可形成:(n-3)÷2 種,因此共可切割出(3n-5)÷2種圖形組合。而邊數為偶數時,通過兩邊可以形成:n÷2種;通過一頂點一邊可形成:(n-2)÷2種;通過兩頂點可形成:(n-2)÷2 種,因此共可切割出(3n-4)÷2種。

拼乾淨e 起來

抹布在家庭廚房中扮演著重要角色,幾乎每天都會用到,甚至接觸到我們吃東西的手和吃飯的碗盤、餐桌,而抹布的種類也很多,每種都具有不同的產品特色,以吸引家庭主婦去購買。傳統一般抹布無法將油污清理乾淨,必須配合清潔劑使用,甚至擦完油污還需用大量清潔劑去清洗抹布,相當不環保,於是市面上開始出現一些強調去污力強,好擦好洗,免用清潔劑的『魔布』產品,由於價格高於一般抹布1-3 倍,因此我們想要探討各種品牌的抹布在家庭主婦所需求的吸水性佳、去油污力強、不留棉絮及水痕、不易滋生細菌等特點,各方面是否如產品包裝上所標榜的那麼好用。依照我們選擇的五種抹布進行各項研究結果發現:一、傳統抹布材質是棉布或嫘縈棉,但目前市面上出現的新產品大多是強調超細纖維或開纖纖維,只有一般棉纖維的十分之一。二、纖維愈細吸水性愈佳,去油污能力愈強,以抗菌抹布吸水性最佳,3M 魔布去油污能力最強。三、纖維愈緊密愈不易掉棉絮,也較不易留下水痕,以抗菌抹布最不易掉棉絮也最不易留下水痕。四、抹布沾到污漬應立刻清洗,否則污漬卡在纖維上就不易清洗乾淨,小熊抹布纖維織成的表面積較大,污漬卡在上面非常明顯。五、抹布要洗淨晾乾才不易滋生微生物,3M 魔布較不易滋生微生物,而抗菌抹布加了抗菌劑更不易滋生微生物。六、抹布的選擇依據不是價格或強打的廣告商品,而是依據用途選擇抹布,做家事才會更有效率。

神奇驗算法再探

去年我們經過一連串的探索,解開了神奇驗算法驗算的謎底,原來是利用等式兩邊除以9 會有相同的餘數的原理來進行簡易驗算的!我們很好奇是否還有比9 還厲害的數字可以幫助驗算,原來不只是「9」可以用來快速驗算,其實每一個數字都可以,只是在轉化的過程有的比較方便有的複雜,而且不是所有的數都可以找到轉化的原則,就不是很方便計算。經過這些探索,我們發現「11」驗算的準確度比「9」高,能克服9 不能檢驗出對位錯誤的困難,而且轉化也很方便,所以我們建議改用11 的方式來進行「超級」神奇驗算。

R、G、B -數位相機與溶液濃度的探討及應用平衡常數測定

由平衡常數測定之比色法思考改進方向,應用數位相機對KMnO4濃度檢測,探討影響變因及操作方法,發現比色法看片箱光源及以培養皿容器為最佳,並利用暗箱阻絕外界光源進行拍攝。經一系列測試發現光圈、快門需對濃度最小溶液測光,且將光圈、快門固定,進行不同濃度拍攝,以影像軟體與統計軟體進行迴歸分析,求出RGB值與濃度之線性關係檢量線。依上列方法分別對不同區間濃度較高與較低溶液測試,發現仍可得到RGB 值與濃度之線性關係,惟測試濃度過大或濃度太小者,無法利用此方法求出線性關係。運用此方法進行對不同種類溶液測試,發現K2CrO4 與K2Cr2O7 皆可得RGB 值與濃度之線性關係,CuSO4 溶液則無法判別。最後利用數位相機拍攝之方式應用於平衡常數測定實驗取代比色法對FeSCN2+濃度進行檢測,發現求得之平衡常數與文獻值比較差異在可接受範圍內,可利用此方法作為比色法實驗參考。

轉動的球周圍的空氣變化

目前要測量氣壓大多使用氣壓感測器,雖然便宜而方便,但其本身的體積也會影響空氣的流動,尤其是需要測量微小變化時更明顯。如果我們能使用光線來測量,就能解決這種問題。空氣本身就充滿灰塵,如果以強光照射,就會產生散射光。而這些灰塵本身也會移動,當移動速度變快時,整體的散射頻率也將會加快。比較這散射頻率,就可以得到空氣流速,進而得知氣壓。

「金」枝玉「葉」-金奈米與葉綠素的交互作用

本實驗在探討,當金奈米粒子和植物中的葉綠素a產生鍵結作用力時,能量轉移的結果是否能幫助葉綠素a擁有較大的儲存能量以進行電子傳遞鏈。我們發現加了金奈米的葉綠素a溶液,葉綠素a紅光部分吸收帶(參考圖一)的吸收強度有增強的趨勢,而金奈米吸收波峰的吸收強度相對減弱。因此為了進一步探討金奈米和葉綠素a之間能量轉移和濃度的關係,我們將金奈米和不同毫升數的葉綠素a作用,並將其結果和金奈米與葉綠素a的吸收強度和作比較,使用正規化的計算方法算出比值,由此看出兩者之間能量轉移的效率,並將葉綠素a毫升數與正規化所得比值的關係繪成圖表。結果發現,當葉綠素a的加入的毫升數約小於0.3毫升或約大於0.5毫升時,得到正規化的比值為定值,而在約0.3毫升至0.5毫升之間,正規化得到的數值和葉綠素濃度的關係則是一條遞增的曲線。因此,我們可以得知,當加入葉綠素a約0.5毫升時,金奈米和葉綠素a之間能量轉移的效率最高,因為此時葉綠素a已達飽和,所以當葉綠素a 超過0.5毫升時,在溶液中為過量,故不影響正規化得到的比值。

誰 是 兇 手 ?

本實驗主要是在探討各種不同的條件下,液體滴在平面上所產生的形狀,藉此來判斷到底是誰在抬午餐時不小心弄倒了醬油。實驗中探討的因素有液滴落下的高度、不同的平面、不同成分的液滴、不同滴數的液滴和速度。由實驗結果發現,當高度超過10 公分以上時,液滴在平面上會產生圓形具放射狀的圖形,平面的吸水性和光滑程度會使液滴產生不同的形狀,液滴的黏滯性太大則無法造成擴散與飛濺的情形發生,在同一位置滴下數滴液滴會產生飛濺的情形,滴數愈多和高度愈高時,也會有不同的效果產生,速度的大小也會使液滴的形狀改變。最後依據各種實驗結果做出正確的推論,找到是誰在抬午餐時不小心弄倒了醬油。

光天化日,「鏡」然如此

本次研究主要是要把實驗從戶外改變到室內即可以進行,研究小組利用簡單自製儀器來幫助實驗研究順利進行。研究一中,利用便宜的光敏電阻(30元/個)的特性自製出光敏電阻管測儀,來測量比較各種不同燈炮與太陽光的照度,以找出可以替代太陽光的燈泡。研究二是利用透鏡組和凹面鏡來改良燈泡的平行光和照度情形。結果照度效果改善率高達87.01%,甚至還稍微超越中午時太陽光的照度。在研究三裡,利用三稜鏡分析不同燈泡所產生的七彩成像,並與太陽光做比較與探討。同時也分析不同顏色的LED燈泡,發現將紅、綠、藍三顏色的LED聚在一起能產生白光。研究四中,探討燈泡所產生的七彩成像是否會隨著光閘的數目、形狀或寬度而有改變,並與與太陽光做比較。發現燈泡和太陽光所產生的七彩成像情形確實不太一樣。研究五中,研究小組自行設計出水三稜鏡。不僅效果很好,而且還可藉由添加鹽巴、紅、綠、藍等色素來改變水三稜鏡的折射率與濾光效果。