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第46屆--民國95年

拿破崙三角形與畢氏定理的聯想

以任意△三邊為直徑的半圓,依相同圓心角所畫出來的三切線相交所成的△必與原△相似,不論這些半圓同時向外畫或同時向內畫或內外混雜著畫,所作出來的△一定都與原△相似。對任一直角△,若兩股的半圓往外畫,斜邊的半圓向內畫,取圓心角為30°時,所作出來的切線△與原△的邊長比值恆為 ? ,本文掌握它的逆向作圖法,因此對任一直角△,若按此法連續作n 次,即可得2n 倍的相似△,反之可得(? )n 倍的相似△。 外拿破崙△與內拿破崙△ 的面積差恆與原△的面積相等,這是一個著名的拿破崙△性質,本文發現了一個同樣有趣的性質:在同圓心角的條件下,向外與向內切線△的對應邊長和,恆為圓心角是0°時的邊長的兩倍。

鎂與水的火熱愛情~鎂加水的反應熱探討

Mg(s)遇水會在表面生成一層Mg(OH)2,此物質會影響Mg 進一步與水產生放熱反應,使得反應熱降低,在添加不同陰陽離子參與反應後,我們發現NH4Cl(s)可有效促進"Mg+水"反應熱的釋放,且最高可達22\r 倍之多。此外,反應初溫亦會影響反應速率和單位時間放熱量。藉由實驗數據和書籍文獻探討,我們進一步了解NH4Cl 對於"Mg+水"反應的促進機制。

『哇 Hot Hot~~小暖包-暖暖包的秘密』

暖暖包是冬季來臨時,大朋友小朋友的最愛,本篇旨在探討暖包為什麼會發熱,裡面到底有多少的秘密,以及自製暖包的可能。

驅蟑達人「皂」得住 ~ 天然環保驅蟑皂

一般人都認為蟑螂就是「髒」螂,但是,果真如此嗎?國立台灣師範大學林金盾教授就曾在國家地理頻道受訪時表示:蟑螂其實是很愛乾淨的昆蟲。另根據文獻資料顯示,蟑螂的外型經過了三億多年的洗禮,仍然維持牠原有的形態,沒有太大的改變,在殘酷的弱肉強食、水火肆虐的環境下,牠們仍能躲過一次又一次的浩劫,未被淘汰,實非僥倖,可見其生命力之強,適應力之好。但因蟑螂實在是非常不受人類的歡迎,既然無法完全滅絕牠,我們是否可以試著改變想法,找出可以讓蟑螂能自然離開人類住家環境的方法?因此,我們決定研究蟑螂的味覺趨避性,探討蟑螂厭惡的味道,藉以將惱人的蟑螂驅走。根據我們最後的研究結果發現:天然老薑、樟樹及胡椒粉都有很好的驅蟑效果,且為了延長植物渣液的使用期效,我們繼續研發成自製的天然薑皂、樟樹皂及胡椒粉皂,經再次的實驗證明,驅蟑的成效依然很好。這幾種天然環保驅蟑皂不但材料便宜、取得容易、環保、安全、經濟有效,最主要的是製作簡易,連我們小學生都可以自製,實在非常值得推廣應用。

環保淨水器

去年夏天的颱風帶來大量的雨量,讓石門水庫水變得十分混濁,所以停水停了好久?下了大雨怎麼反而會缺水呢?新聞說化學藥劑明礬可以淨水,但是加太多對身體不好,所以我希望能找到既環保又有效的淨水方法來解決這個問題。並且設計了一個自製濁度計來測量辣木淨水的程度,並從實驗中不斷改良,讓它可以很清楚的顯示出溶液的濁度。在淨水效果的測量中發現許多事情:1. 辣木淨水的功能比明礬的效果好,而且辣木粉是天然無害又可大量取得;2. 辣木和明礬的淨水效果,跟粉末的比例以及泥水溫度有很密切的關係; 3. 不是所有的植物種子粉末都具有淨水效果;4. 泥土的顆粒愈細,辣木淨水的效果愈快也愈佳;5. 設計製作的環保淨水器具有良好淨水效果。

誰害我消化不良?─澱粉 抑制劑之研究

近年來,植物所合成的澱粉?抑制劑已被分離純化用以治療糖尿病與減肥,是種相當有用的物質。我們的實驗係利用不同植物的萃取液,來測試其所含的澱粉?抑制劑,對不同生物之澱粉?的影響。其中,花豆、黑豆、馬鈴薯萃取液抑制豬胰臟澱粉?的效果最佳;菜豆、四季豆萃取液抑制蒼蠅澱粉?的效果最佳;黑豆、皇帝豆萃取液抑制黃豆澱粉?的效果最佳;不同萃取液抑制口水澱粉?的效果則差不多。另外,我們針對幾種抑制效果較顯著的萃取液,進行活性測試,其中皇帝豆的澱粉?抑制劑最耐高溫,100℃才會失去活性,其次是菜豆、四季豆,在 85℃時變性,最差的是黑豆。菜豆、四季豆兩者在偏酸性環境中的抑制蒼蠅澱粉?的效果最佳,而皇帝豆、黑豆則在中性的環境中抑制黃豆澱粉?之效果最佳。由此可見,不同植物的澱粉?抑制劑的活性皆會受溫度與 pH 值的影響,其成分應為蛋白質。我們更進一步將萃取液處理黃豆種子,確實可抑制黃豆種子萌發,降低其發芽率與發芽長度。本實驗證明植物之澱粉?抑制劑可抑制多種生物的澱粉?活性,未來可應用於生物防治、人類糖尿病治療、減肥、以及抑制種子萌發或調節植物生長等方面,可謂妙用無窮啊!!

誰來幫我餵魚?-節能自動餵魚器之研究

本研究是針對日常生活中的不便,而產生的創意研究。為了讓短期外出期間(5~7 天),能繼續餵養魚缸裡的小魚,以免魚兒們死亡造成遺憾,我們開始研究一個能自動餵魚的裝置。市面上現有的餵魚器動輒數千元,而且要另行插電,頗耗費能源。我們發現了魚缸裡濾水器的水流不停的留下來,應該可以利用它來推動水車,帶動齒輪的組合,幫我們減速以達到餵食的動作。更進一步的研究了會影響水車轉動的各種因素,從中找到能穩定運作的條件。例如:水車的葉片數、水車葉片與入水深度的關係、魚缸水量的蒸發量對餵食器的的影響......。最後我們製造出一個「傾斜漏斗式餵魚器」,它能在免用額外電力的情形下,幫我們在5~7天內餵魚,解決我們煩惱的問題。

自製濃度觀測工具及其在高中化學實驗的應用

在高中的化學實驗中,有許多實驗設計是以肉眼觀察,常因個人辨識力的差別產生誤差。本實驗利用光敏電阻,連結數位電表與電源,自行製作了一個觀察溶液濃度的裝置,應用在許多高中化學實驗上: (一)化學反應速率實驗,以自製的濃度測量工具,測量硫沉澱一定量所經過的時間,可輕易判斷出反應速率與硫代硫酸鈉的濃度成一級反應、與鹽酸濃度成零級反應;(二)酸鹼滴定實驗,當溶液變色的時候,自製濃度觀測工具的電流會有明顯變化,以電腦紀錄反應過程,繪出電流-時間關係圖,當電流迅速下降時,即為滴定終點。依此方式可以讓機器自動滴定,不必擔心滴定過量的問題;(三)氧化還原滴定實驗,如同前述的酸鹼滴定,依電流讀?發生明顯變化時判斷滴定終點,未來可以應用在設計自動滴定計;(四)平衡常數的測定實驗,當溶液的透光度相等時,觀測到的電流值應該也會相等,由機器判的結果使得實驗結果的精確度提高甚多。

砌牆高手~探討各種不同因素對砌磚穩固性的影響

有一天在回家的路上看到工人在砌牆蓋樓房,工人砌磚的方式很特別,並沒有整齊的排列,而是交錯以階梯形的排法疊上去的,讓我感到很好奇,而在五上的自然課程裡,也曾經討論到力的作用,學過如何測量力的大小,因此,進行實驗探討獲得的結論如下:一、在疊砌磚牆時須有規則的疊砌,磚塊與磚塊間須交錯排列,利用上方磚頭的重量去固定下方的磚頭,將自身載重與其他外來力量均勻分布,使牆面穩固,才不至於力量集中在某一點上,而造成破壞。二、牆面受到水平方向的施力對牆面穩固性破壞力較小,較不易使牆面倒塌;但受到斜角或垂直方向的施力對牆面穩固性破壞力較大,較容易使牆面倒塌。三、磚塊的長度與寬度都會影響牆面的穩固性,長度越長或寬度越寬,都能使牆面的穩固性越佳;而磚塊的厚度較不影響牆面的穩固性。四、磚牆底面積的大小是影響牆面穩固性的重要因素,底面積越大(如越長或越寬),牆面的穩固性越佳。五、磚牆的疊砌,一定要兩兩交錯重疊,即所謂交丁,其中以1/2交丁方式最能承受力量,能使牆面穩固性越佳。六、牆面需要承受較大載重時,可使用丁式砌法或豎砌;而只是隔間用的分隔強(即所謂非承擔重牆),採用一般的順式砌法即可。

神秘的水結晶~溫度對水結晶影響之研究

水結晶的現象,不容易用肉眼觀察,我們利用水結晶降溫曲線的測定,分析得知開始結冰溫度、時間及結冰速率和水結冰的現象。並進一步有系統的研究不同的起始水溫的結冰現象,我們發現水的初溫在 60℃時會最快結冰,但結冰溫度、結冰速率(g/s)則與水的初溫並無明顯的關係,而是系統的降溫速率(℃/s)越快,結冰過程時間越短(g/s),即結冰速率越快,我們也發現過冷現象越大,則延遲結冰時間(過冷現象持續的時間)越長。至於結冰外觀的部分,對拍攝的影像進行判讀和曝光率的分析,發現初溫不同的蒸餾水所結的冰外觀稍有不同,皆含有不同量的微小氣泡。冰塊中氣泡越多,透光性越差,此乃因延遲結冰時間短,水分子排列急促所造成;反之,氣泡越少,即透光性越好,則是因延遲結冰時間較長,水分子較能夠排列整齊。特別值得一提的是,初溫 60℃蒸餾水所結的冰透光性最差,更可證明延遲結冰時間越短,水分子調整至適當位置可用時間越短,往往造成結冰缺陷較多的現象。