全國中小學科展

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第47屆--民國96年

高山青,澗水藍

東港溪流經內埔鄉、萬巒鄉、竹田鄉、潮州鎮、崁頂鄉、萬丹鄉、新園鄉、東港鎮,並由東港大橋出海。東港溪上游(第1.2.3 取水站):pH 值最低,濁度最低,代表溪水乾淨,溶氧量高,懸浮微粒數值小;可見東港溪上游真的很乾淨。因此接近原住民山區的河川較清澈、乾淨。東港溪中游(第4.5.6.7 取水站):pH 值中等、濁度很高、溶氧量低、懸浮微粒中等;而東港溪中游流經的潮州鎮、竹田鄉、萬丹鄉是人口稠密的地區,工廠廢水、民生家庭用水排入溪流中等因素,造成東港溪中游所測出的水質較上游差。東港溪下游(第8.9 取水站):進入出海口,受到海水沖擊,溪流水與海水混合的結果,導致溶氧量很高,相對的懸浮微粒也會提高,海水偏鹼性,東港溪下游的pH 值偏鹼性。

圓錐曲線的推廣

從圓錐曲線作圖出發,放寬條件產生新圖形並研究其性質。設圓O的半徑為a ,點F 坐標為(k , 0),Q在圓O上,R在 上滿足=t(t?R)〈其中FR 及FQ 表有向線段〉,若直線L過點R與 垂直並與交於點P ,當Q 在圓O上移動時,用極座標推導動點P 方程式, F 點在圓內,t=1/2 時為橢圓; F 點在圓外, t=1/2 時為雙曲線。稱F 點在圓內為E 型曲線為封閉曲線;稱F 點在圓外為H 型曲線為開放曲線。仿圓錐曲線令擬離心率e 為 k / a 。兩曲線e 值相同時有相似性, 以討論圖形。 旋轉直線L , 使過點R 與交於P , 用極座標推導動點P 方程式,當csco ≧時可為開放圖形,稱F 點在圓內為E' 型曲線,在圓外為H' 型曲線。 拋物線仿橢圓作法,將中垂線作圖改為t 比值,改變後圖形仍為拋物線,方程式為 (1-t)y2 - kx + (1-t)k2 = 0 。旋轉後, 拋物線變為雙曲線, 方程式為 (1-t)y2 + cotoxy - kx + (1-t)k2 = 0 。

彈出吧!孢芽-蘚類孢芽生殖之探討

我們在環境較潮濕的郊外崖壁發現了具有孢芽杯的蘚類植物,激發我們深入研究蘚類孢芽生殖的機制,並根據其生長環境,我們設計了改變溼度及坡度的實驗。在溼度不同的環境下,發現潮濕組的地錢其孢芽彈出百分比以及孢芽杯的生長密度均較乾燥組高。因此當環境變的較為乾燥時,蘚類除了行孢芽生殖外,也會生長生殖托以行有性生殖。在孢芽杯內,我們發現孢芽有大小之分,經測量後證實外層孢芽平均大小較內層孢芽大,且潮濕組外層孢芽較乾燥組大。另外在改變坡度的實驗中,我們發現在坡度 75°下的孢芽杯,孢芽彈出百分比最高,因此證實了野外勘察時所測量到的 65°至 80°為最適合蘚類行孢芽生殖的坡度。

愛情打字機

網路即時通上,大部分人聊天都使用中文,很自然的中打就不錯,但是卻很少人使用英文聊天,所以英打總是慢很多,甚至很多人英打還停留在使用一指神功的情況。 一般正式版的打字練習軟體,在鍵盤練習方面並沒有針對如何增加學生學習動機的部份加以撰寫,比較呆板造成使用者通常用不到半個小時就放棄學習;仿間私下流傳的小程式雖然比較注重學生學習動機,但是學習策略卻較差,造成通常需要花費長時間才可以記住鍵盤位置。所以,我們希望發展一版程式可以增加學生學習動機且快速的記住英文字母鍵盤。

來電傳晴-新式樣能源環保電池初探

這是對新式樣能源環保電池的可行性探討─\r 發電原理首先排除法拉第的電磁感應(發電機原理)與伏特的化學電池。\r 聰明如您,可以先猜猜我們是運用何種發電原理??\r 我們探討的主題是:如何有效的運用“冷熱”來發電!\r 以席倍刻、比爾帝兩人所構築“熱電效應”為基礎,巧搭材料科學的進步\r 使我們夢想得以成真。\r 席倍刻電壓是極微小的,對發電效能無能為力;我們適時的研讀、尋找新\r 一代的熱電材料─熱電晶片─原本用於電腦CPU 的散熱,當作電力輸出的關鍵\r 零組件,組裝冷熱箱,改良實驗裝置,使得溫差2 度即可產生“可觀測電壓”而\r 原本無法測得的微量電壓,成為啟動微型馬達、高亮度LED、一般馬達與測得電\r 壓達3V 以上。\r 另由於輸出電能無法即時儲存,遂巧思以市售“手搖手電筒”內簡單線路\r 作為存能裝置,有效存取電能。\r 事實上,這是一個成功的物理性電池,對於綠色環保與永續資源利用有一\r 定研究開發潛力。

太陽的光和熱

我們的研究分為太陽光的顏色變化及太陽的熱對地球溫度的影響兩部份。太陽因為位置的不同有時照耀強烈的白光,有時看起來紅紅橘橘的;有時更衍生出燦爛的彩霞與晚霞,我們除了欣賞它的美麗外,更進一步探究其形成的原因。熱的部份我們側重於遞延現象的研究。當地球上某一地區接收太陽的熱比散去的熱還多時,熱便開始累積,溫度上升。當這一地區接受太陽的熱開始減少時,若散去的熱仍比接收的熱還少,溫度仍持續上升,直到接收的熱與散失的熱達到平衡點時,溫度達到最高,然後才開始下降。因此最高點溫度產生的時間,與吸收熱源最多的時間,並不一致,而產生遞延現象。反之,最低氣溫的出現,也有遞延的現象。

山海「硬」分家,「鹼值」「垢」麻煩

本次科展我們主要針對自來水硬度做探討,經過網路搜尋多時,硬度的檢測都利用滴定法,但是因滴定藥劑學校沒有,購買也不便宜,所以我們突發奇想,乾脆直接把水煮乾,鍋垢不就產生了,再扣掉空瓶質量,就可以得到鍋垢產量。實驗開始進行後,除了學校自來水與飲水機的水,附近幾個有名的取水點我們也去拿水。最後在老師的二手老車支援下,我們決定擴大研究範圍,由苗栗縣竹南火車站開始,將山線與海線每個火車站的自來水,都取回實驗室,測完酸鹼值後,再煮乾 500mL 的水,看看廣大的苗栗縣與台中縣,自來水硬度大小的狀況,也想知道山海分線後,水的硬度是否也跟著有所不同。

米象習性及休眠的研究

米象不會游泳,不喜歡有水的環境,喜歡窩在黑暗、狹窄的地方,對顏色無特別偏好,相對濕度 40%以下容易死掉。很少飛,一般以爬行為主,爬行時有負趨地性。受到驚動時常常會假死幾秒及鑽出米堆向外向上爬。在低溫及差的空氣品質下,米象會休眠、降低代謝以渡過不良環境,但不會被缺乏食物、日照長短、濕度降低等因素影響而休眠。存活率與休眠的時間成反比,而當日死亡數與休眠的時間及溫度下降量成正比。經實驗證明,乾燥的柚子皮、花椒、山葵、八角茴香、煙草、活用備長炭皆無防治米象效果,甚至蒜頭米、辣椒、老薑還會使米發霉變質,唯有將米放冰箱、在密封狀態下灌二氧化碳或加去氧劑,或降低相對濕度至 40%以下,才能徹底消滅米象。

覆生歸一

因為數學社團的一個遊戲,開始讓我們對研究:「讓所有數字變成一」的方法有興趣。在經過許多人的幫助以及很多的實驗挫折之後,我們總結了有「PxN+1」與「tN+t」/t 這兩種方法可以讓所有的數字變成一。而且在研究與實驗的過程,我們還利用「PxN+1」的倒推方法:「樹狀圖」,發現了一種編碼方法。

We Are BZ-振盪反應的探究

振盪反應顏色隨時間有週期變化,一般需借助昂貴紫外光/可見光分光儀,這不是一般高中能進行的研究。於是,研究者動手自製振盪偵測儀並以此偵測儀探測溴酸鉀、硫酸、硫酸亞錳、丙二酸及亞鐵靈等反應物產生的振盪反應。 \r 本研究結果為: \r 1. 設計出自製振盪偵測儀以探究振盪反應 。 \r 2. 求出本實驗速率定律式 R=k[KBrO3]1.10[H+]1.23[MA]0.38 及活化能22.8 千焦。\r \r 3. 確認自製振盪儀可靠性--以紫外光/可見光分光儀進行相同振盪反應求其週期變化及反應速率級數所求得的確認。 \r 4. 振盪反應在洋菜溶液裏呈現同心圓圖形。它沿模型形狀產生圖形、沿磁場方向產生圖形但不受器皿形狀影響。 \r 5. 定性分析並確立出振盪各反應式。