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第45屆--民國94年

讓紙尿布綠起來

若以每年三十萬嬰兒出生來計算,紙尿布一年的使用量高達上億片,再加上成人紙尿布及女性生理用品,為這些產品,目前每年要生產約九億公斤的聚丙烯酸。交錯連結成網狀的聚丙烯酸鏈具有強大的親水性,它可以吸收等於本身重量800 倍的蒸餾水,為了避免吸水之後不回滲,科學家們將此高分子物質製成小圓球,並將鹽巴包在其中,此高分子本身是一種半透膜,水易進不易出,同時內部鹽水濃度高於外面,也可以避免水份滲透出去。問題在於,這巨量極穩定物質,最後都被拋棄於垃圾掩埋場裡。這種拋棄式又不易被分解的消耗品,在環保替代品量產前,若能得以再利用,應能為地球的生態環境貢獻一份心力。本實驗利用切碎紙尿布當介質使綠豆發芽,證實紙尿布成份對植物生長應該沒有不好的影響;並驗證出將紙尿布切碎混入泥炭土中,能有效延長鐵線蕨及圓幣草之澆水時間間隔;最後找出最適合鐵線蕨與圓幣草的泥炭土尿布比,分別是3:1 及1:3。

奈米磁鐵對草履蟲的影響

如果把磁鐵奈米化,是否仍保有原來的特性?將此”奈米磁鐵”放到微生物體內,又會產生什麼變化?我們設計了以下二大實驗:實驗一:觀察草履蟲在一般的情形下與吞食奈米磁鐵後的生長情形,比較在電磁波(輻射線)、超音波、磁場(強力磁鐵)、電流下各自的差異性。由實驗結果發現,無論草履蟲是否吞食奈米磁鐵,皆不影響其在實驗裝置下的基本生物特性,但因吞食下奈米磁鐵後的草履蟲帶有磁性,會加劇實驗效果。實驗二:利用磁生電的原理,設計出一外繞有鐵線圈的玻璃管裝置,使帶有奈米磁鐵的草履蟲經此裝置的瞬間產生電力,宛如一小型發電機,但因實驗裝置與實際的電流範圍不符,所以沒能做出一完整結果。如能成功,將能達到節省能源之意義。

丟球

本研究係觀察球在樓梯間滾動的方式,尋求丟球的一般式。並利用「下樓梯的第一步」,解釋丟球具有「費式數列」的現象。筆者,並利用「下樓梯的第一步」及表格分析探討「費式數列」,並對於「費式數列奇偶性」提出分析。

校園內阿勃勒授粉現象之觀察

一、本次活動觀察校園內阿勃勒花蕊構造與授粉昆蟲間的關係,發現:(一)阿勃勒具有長、短兩型雄蕊,花粉粒也有兩型。短型雄蕊孔裂,產生多數不正常的花粉粒,花粉粒較大,細胞質不飽滿,花粉粒外表網紋明顯。長型雄蕊花藥縱裂,產生的花粉多數正常,其花粉粒較小,細胞質飽滿,花粉粒外表網紋不明顯。(二)阿勃勒為蟲媒花,其授粉昆蟲為脈翅目蜜蜂科熊蜂屬(Bombus)以及木蜂屬(Xylocopa)。授粉昆蟲攀附於花朵上時,長型雄蕊將花粉附著於授粉昆蟲胸部及腹部背面。授粉昆蟲利用震動取得短型雄蕊花粉,將花粉附著於後肢及腹面。(三)利用多元回歸分析授粉蜂體長與阿勃勒雌、雄蕊長度得到如下的線性關係:蜂體長=長雄蕊長度*1.813+雌蕊長度*0.029+短雄蕊長度*0.017-12.22其解釋力達83%。二、根據本活動觀察,我們推論:(一)阿勃勒具有特化的花朵構造,可以有效排拒其他動物取得花粉,只由特殊的昆蟲為其授粉,同時授粉昆蟲具有很高的專一性與忠誠度。(二)阿勃勒短型雄蕊產生提供授粉昆蟲食物的花粉粒,長型雄蕊產生完成授粉工作的花粉粒。(三)經由授粉蜂體長與花蕊構造進行線性分析,可知阿勃勒與授粉昆蟲具有很高的相互依存關係。

「炭」索秘密

木炭是大家烤肉時常常使用的燃料,它具有便宜,溫度高,時間久的特性,但要使它一下子點燃也需要費一番功夫,因此針對上述缺點,便有業者推出快速炭,基於我們對快速炭的好奇,於是展開了木炭與快速炭的探討研究。我們經由資料的蒐集以及實驗室內一步一步的實際模擬,逐漸解開了我們心中對快速炭的困惑。從這次的研究當中,我們了解到燃燒的原理,以及快速炭的可能成份是木炭、黏著劑、硝酸鉀助燃劑。而在自製快速炭的過程中,我們也發現當漿糊、木炭、硝酸加的比例為4:3:1時,成形及燃燒的效果最佳。從這次的研究中讓我們了解:一種新商品的研究與開發是相當的不容易,必須要盡善盡美才可以受到消費者的青睞。

洗淨分析大進化

我們為了研究許多環境因子對洗劑洗淨能力造成的影響,便將變因區分為溫度、水的硬度以及洗衣粉的濃度等等,並控制相機的光圈大小、快門,利用其觀察和記錄實驗過程,最後利用電腦分析所獲得的數據資料,歸納出這些環境因子對洗淨能力所造成的影響,及如何增強洗劑的洗淨能力。

以竿窺天談圭表

參考學長們以屋簷為竿所做的竿影觀測,加上本身也對屋簷作了一年的竿影觀測,發現竿的影長有某種程度的規律性,但工欲善其事、必先利其器,因此在校園角落建造了一座標準圭表,繼續觀測了約一年半,終於得到了地球繞太陽是一個近似圓形的橢圓運動。

互質製造機

欲找一多項式Axi+1,能使相異之n 個數,經由此多項式之運算,產生兩兩互質的數,則能夠符合上述條件之A 值的數,為此n 個數中,兩兩數之差的最小公倍數。 舉例來說,4、6、12 三個數中,兩兩數之差為2、6、8,而2、6、8 之最小公倍數為24,則找到一多項式為24xi +1。此時4、6、12 經由多項式24xi+1 運算後得到97 (1×97)、145(5×29)、289(17×17),很顯然的,97、145、289 此三個數兩兩互質。

中華民國四十五屆中小學科學展覽總評語

物以類聚~分類計數機構

依照物件的某種特質將物件來分類,是日常生活中經常進行的活動,例如:零錢的分類、垃圾的分類、衣服的分類……等等;而在生產過程中,更是經常要將零件或產品分類、分級,以提升製造與包裝的效率,像是:螺絲的分類、鋼釘的分類、水果的分級、雞蛋的分級……等等,而且這些分類分級的過程多已採用自動化的方式處理。基於上述種種原因,我們著手設計一分類技術機構。