全國中小學科展

第45屆--民國94年

天后宮步道蕨饗-蕨類植物的調查及研究

天后宮步道位於南竿鄉馬祖村天后宮左側旁為入口,海拔約20 公尺,終年潮濕,極適合蕨類生長。經研究統計,發現此區共有8 科12 屬17 種蕨類,而以鳳尾蕨科最多,其中以日本金粉蕨、鳳尾蕨最為優勢的種類。此外天后宮步道發現具有地區特有性的蕨類--馬祖卷柏,數量不少,但集中在某些區域,可見對生長環境相當挑剔。從全區日照分佈來看,有樹蔭的中照度區域,蕨類種類最多,其次為東照區與陰暗區,西曬區蕨類種類最少。小小一段步道有如此豐富的蕨類,故選定此路段規劃為教學步道,希望藉此能喚醒人們對蕨類的重視。

懸濁型化學漿(L.W)最佳配比之研究

在地盤改良工法中,滲透性化學漿大致上可分為溶液型、半懸濁型及懸濁型三種主要之漿液型態,然而利用水玻璃與水泥系材料所搭配之懸濁型化學漿(Labile Wsserglas L.W.)是最常被用來作為土壤固結與強化的兩種土木材料;且使用範圍也相當廣泛,並依照現地使用性質不同所需之配比也會有所不同。本研究以不同比重的水泥漿與不同比例的水玻璃溶液,配製而成的懸濁型化學漿,探討其對於凝結時間與抗壓強度的影響;結果顯示水泥漿比重越大,L.W.配比越高,則其凝結時間越快,抗壓強度也有越高的趨勢,而隨著水玻璃用量的增加,雖然有助於縮短凝結時間,但對於抗壓強度的貢獻並不顯著,由於水玻璃之單價較貴,成本也相對提高,因此,本組成員以L.W.漿液最佳配比作為本實驗研究主題。

『極』有不同

本研究的主要目的在於探討不同的電極材料在電解水實驗中之影響,透過「複式顯微鏡+數位相機」(我們稱之為「顯微攝影法」)清楚地將電解反應前後的電極表面情形觀察清楚與紀錄,並歸納所學物質的物性與化性,以了解電解水的正負極氣體產量體積比,從而試圖找出電解水時,符合理論值正負極氣體體積比為1:2 的反應條件。 綜合研究結果,在本研究的實驗設計下,所探討出的用來電解水時,欲達到符合理論值正負極氣體體積比「氧氣:氫氣=1:2」的最佳反應條件如下: 一、輸入直流電壓值=9 伏特(最好電源供應器較穩定)。 二、使用「不鏽鋼」電極(正負極相同)時:在﹝NaOH﹞=0.5M。使用「碳棒」電極(正負極相同)時:在﹝H2SO4﹞=0.5M。 三、其它控制變因的條件:兩電極距 3cm、兩電極面積均同、兩電極與外接銅線須絕緣(可用AB 膠效果最好,其它像快乾膠、Silicone、絕緣膠帶,我們試過都不好用)。

挑戰極限-立可白的組合密碼與凝膠應用

本研究主題是探討如何自製一瓶健康的修正液,代替有毒的化學立可白。我們試驗了各種植物乳汁、白色粉末,添加無毒揮發性的溶劑,比較各種不同的混合順序和比例,不斷的突破不凝膠的極限,成功的製成一瓶覆蓋力好、乾燥快、不凝膠,還有香味的立可白,並且利用凝膠的變色與逆反應,來檢測溶液中的酒精濃度。

環保新能源

利用生活週遭的簡易器材,製做出簡易的風力發電機,觀察電磁感應的現象。做法:使用一般的十四吋風扇可產生四級到五級的風力,吹拂削刨出翼形剖面的四片木片,可產生最大的旋轉效果。將強力磁鐵固定在壓克力的轉軸上,外圍以0.8mm的雙份六層漆包線,放置在與磁鐵的最近的距離,製作三組磁鐵及線圈裝置,可讓風力發電機產生較大的感應電壓及電流。尋找理想的參數條件,設計出小型的風力發電機,觀察到明顯的交流電的變化。

鋅銅電池延伸探索之旅

利用科展的機會,以鋅銅電池為主題設計變因,使鋅銅電池更多樣化,探討何種變因時電\r 壓電流最大,並運用日常生活中。\r 將0.1M 硫酸銅硫酸鋅裝入燒杯,硝酸鉀溶液當鹽橋連接燒杯,以此為基準,改變變因:\r (1)封口材質及棉花質量 (2)鹽橋數量、長短、粗細與電極距離\r (3)硫酸銅、硫酸鋅的濃度、溫度 (4)電極種類、面積\r (5)水位、燒杯高度 (6)光源\r (7)溶液果凍化 (8)改變電解質\r 逐項觀察紀錄。實驗結果歸納下列情況,產生電流大於1mA:\r (1)鹽橋內溶液濃度大於1.0M (2)鹽橋4 支以上\r (3)硫酸銅、硫酸鋅濃度大於1.0M(4)光源照射\r 為使科展更貼近生活,將生活常見溶液融入鋅銅電池,設計以下實驗:\r (1)以生活溶液為電解質 (2)以生活溶液為鹽橋\r 結果發現:以上實驗溶液為水管疏通劑時,電流大,甚至達數百倍!由此結果推斷溶液為\r 強電解質,可增強電流,使鋅銅電池實用性大增。\r 透過實驗,了解哪些變因可影響實驗結果,由燈泡發光及馬達轉動證明鋅銅電池能運用於\r 生活中。

一波未平,一波又起─探討克拉尼聲圖

藉著自己動手做出產生克拉尼聲圖的裝置,進而觀察及探討在不同條件下所得的結果,最後再加以實驗、數據分析,並歸納結論。一、在不同形狀之金屬板上,以弓摩擦其邊緣,觀察圖形與變化,並作頻譜分析。二、 以鼓皮做為媒介,利用喇叭產生波動,觀察圖形與變化。三、 嘗試在克拉尼聲圖中非節線處(波腹)製造固定點,觀察固定點位置、數目的週期性變化對產生圖形之影響。

層出不窮?!

『美麗的幾何圖形,與數字的運算,這之間居然有著奇妙的關係!你相信嗎?』93年9月的科學研習期刊中的這句話吸引了我們的注意。只要在一個正方形的四個頂點處各寫下一個正整數,如1、2、3、4、…然後算出相鄰兩角數字的差,寫在四條邊線的中點,再以四個中點畫一個新的正方形,繼續重複這個程序,最後一定會出現一個四個角數字都相同的正方形。如下圖:

造飛機--模擬飛行

飛機模型,是現在小朋友最喜歡的玩具之一。透過造飛機過程,對於彈射力、機身、機翼的各種實驗,我們得知發射位置應在機身12 ㎝處、力量500gw;機身長度50 ㎝、載重2g、載重位置距機首3 ㎝;機翼長30 ㎝、機翼寬9 ㎝、機翼形狀長方形時,飛行距離可達最遠。尾翼控制飛行方向,使機身更穩定。載重不但使航向穩定,又能增加航行距離,因此飛機載重並不一定影響飛行距離。然而載重物若接近機尾處,因機尾升力不足,所以飛行距離不遠。而各種機型的飛機模擬飛行中,透過偏轉、彈射時間和距離的實驗,可以很清楚的了解垂直翼穩定性最高;前掠翼機動性最高;垂直翼續航力最高。上反角確能增加飛機的穩定性及續航力,且上反角數越多影響越大。仰角15°時飛機可獲得最大升力。各種機翼都有其優點和缺點,最好的方法就是視不同的情況擁有不同的機翼。

水中四腳獸-探討船體及槳與船速的關係

此實驗旨在研究「單槳划船」與「雙槳划船」的速度比較及不同船體對於船速的影響因素;我國古代的划船方式及西洋的划船方式的不同之處是否會影響船的行進速度,藉由不同的操作變因來記錄船速的變化,最後利用實驗結果歸納出影響速度的原因。