全國中小學科展

第48屆--民國97年

看不見的保鮮膜──幾丁聚醣的萃取與應用

蝦蟹殼主要由幾丁質、蛋白質、礦物質三種成分組合而成,重量大約各佔三分之一,本實驗以蝦蟹殼為原料,經由洗淨、乾燥、磨碎之後,再以強酸強鹼處理,提煉出幾丁質,幾丁質再經去乙醯化反應,製得幾丁聚醣,由於幾丁聚醣可溶於弱酸,因此其應用性較為廣泛。實驗中將幾丁聚醣溶於醋酸溶液,觀察不同濃度的幾丁聚醣對肉類保鮮程度的影響,結果顯示,肉類浸置於過高濃度(5%)的醋酸溶液會造成表面蛋白質的變性,且浸置幾丁聚醣溶液後若沒蔭乾,肉類會因滲透壓的差異而開始滲水發臭。將幾丁聚醣溶於3%醋酸溶液,並將浸置過溶液的肉類蔭乾,72小時後所有的處理皆有發黑、發黴的現象出現,顯示幾丁聚醣的處理對肉類的保鮮並無明顯的成效。

颱風的烙印--侵台颱風路徑對災害的影響

當颱風侵襲台灣時,或多或少都會造成災害和損失,本篇研究是利用氣象資料探討各類\r 侵台颱風路徑對台灣降雨、風力及焚風分布的影響,再利用各縣市土石流潛勢溪流及產業結\r 構的客觀資料與各類路徑造成的降雨、風力及焚風分布互相交叉分析,推估不同路徑可能所\r 造成的災害。研究結果顯示,影響降雨分布最主要的因素為颱風路徑,加上地形,造成迎風\r 面比較容易降雨;影響風力大小分布的因素為靠近颱風路徑的縣市,風速都較大;影響焚風\r 出現地區的主要因素是位於背風面且位置離山脈較近。而由資料所推估的可能災情,以第二\r 類及第六類路徑所帶來的災害較為嚴重。未來可先判定颱風的侵台路徑,再利用我們的災害\r 推估結果當做參考,針對各縣市作災害防範措施。

乳牛瘤胃液消化分解與發電效益探討

此作品是以荷蘭乳牛的瘤胃液作為微生物燃料電池進行一系列探討,實驗主要包含四部份:牛瘤胃液中的微生物觀察、牛瘤胃液在不同受質下的產氣量分析、牛瘤胃液發電實驗和發電效益評估。產氣量分析的實驗中,觀察到以百慕達草為受質的總產氣量最高,然而澱粉較可持久產氣。在產電實驗中,使用自行設計的壓克力反應槽進行發電,實驗結果發現以過錳酸鉀當電解液、澱粉為受質及經過分層後的下層牛瘤胃液皆有較佳的發電效果。此外,使用日常中容易取得的稻桿亦有不錯的發電效果。在串連兩個牛瘤胃液電池後,可點亮LED燈,可顯出牛瘤胃液為一有潛力的微生物燃料電池能源。

拯救地球的電磁燈籠-震動電磁發電研究

本研究使用自製高斯計來瞭解磁鐵磁通密度的分佈情形,運用各種實驗來瞭解法拉第定\r 律,利用電動起子機與圈數計數器自行纏繞實驗所需要的漆包線線圈,以震動馬達當震動源,\r 將震動中的磁鐵穿越線圈並觀察記錄感應電動勢的大小,最後運用實驗的心得成功的做出「震\r 動電磁發電機」,使用震動電磁發電機來取代燈籠裡的電池,就成為不需要電池的「電磁燈\r 籠」。

利用循環節位數作質數判斷與因數分解

壹. 本作品主旨在於利用將 1/n 化為循環小數後所得之循環節位數來作質數的判斷,並將n 分解成標準分解式。因質因數2,3,5 易於判斷,故本文所提的自然數 n 排除2,3,5 的倍數。 貳. 一. 1/n 化為循環小數後所得之循環節位數以表之,稱為『n 的循環數』。二.(K個1)能被n整除之最小正整數K即為,本作品以Excel 程式來求 K。 ?. 一. 若不為整數,則確定n 不是質數。二. 若 =1 或2,則確定n 為質數。三. 若 為大於2 的整數,本作品無法立即確定其是否為質數。 肆. 若經第?點處理,為一.或三.之狀況,可先將分解,再檢查小於或等於 的質數中,所有循環數為的因數者是否整除n ,即可判斷n 為質數或順利找到其質因數將之分解成標準分解式。

我的位置在哪裡

我們製作了可以量出精確角度的仰角器,將瞄準遠端物體產生的水平仰角,以直角尺轉換成地面雷射光點位移,可以測量的仰角偵測極限為0.00573度。利用遠端已知長度物體當標尺,應用直角三角形邊長比例關係,測量我與物體距離,以101大樓當標尺,選擇汐止與大直地區,進行長距離的測量。汐止綠野山坡社區,距離101大樓約7公里,測量誤差-0.282﹪,約誤差-20公尺,大直美堤河濱公園,距離101大樓約5公里,測量誤差0.107﹪,約誤差5.4公尺。將方位角觀測數據及距離測量結果,我們成功的在地圖上找出了當時測量位置。測量我與月球距離,有比較大的誤差,但是我們測量的結果,有在月球與地球最近距離363104公里與最遠距離405696公里範圍內,後續還要繼續努力,尋找更好的方法。

『挖』出一線『生』機---大扁頭蟋蟀挖洞及生殖交配行為之研究

族群由同種個體組成,個體間具差異性,而在不同族群間亦有差異存在。為了探討族群\r 間的差異,自野外採集生長在不同地形、氣候環境的兩個大扁頭蟋蟀族群,從生活史與外部\r 型態、挖洞行為及生殖行為進行研究。結果顯示八卦山族群及柴山族群,在發育總時間、各\r 齡期發育速率已有差異存在;挖洞行為中,在有現成洞穴的環境下,兩族群有不同挖洞模式,\r 推測挖洞行為受各種環境及生物因素影響;在生殖行為方面,兩族群在交配儀式上有差異出\r 現,顯示其生殖隔離可能正在建立中。而在文獻中提出,分析不同族群DNA 序列,亦發現\r 有差異,與以上實驗結論具有一致性,或許正意味著分布在台灣的大扁頭蟋蟀因地理上隔離\r 而漸漸產生分化。

蜘蛛在哪裡呀?

本實驗以常出現在我們校園樹叢間的日本姬蛛為觀察對象,主要針對其生長情形、遮蔽物的功用及取得方式、網構搭建過程、遮蔽物的種類及方向統計、卵囊週期及外觀變化和獵物處理,做了一系列的觀察及實驗紀錄,且對寄生在日本姬蛛背部的寄生蜂幼蟲,做了進一步的觀察。經過觀察後,發現日本姬蛛的遮蔽物大部份不會由太遠的地方獲得,大都是由棲息環境所提供、還發現日本姬蛛會改變其遮蔽物的形狀,進而影響其方位,數據顯示以錐狀直立最多,因其結構相較於其他種類而言較具隱蔽性、有卵囊的樣本,錐狀縱向也較多,且方向形狀是會隨著卵囊的出現而改變、日本姬蛛搭網過程多變,無一固定流程,有些會自行吊起遮蔽物,有些則會等待遮蔽物掉落於網中、獵物處理方面,日本姬蛛會先用絲將獵物固定,再拉至遮蔽物內食用,獵物體型大者則會拉至遮蔽物下,數量過多時,牠並不會全部都拉至遮蔽物內。寄生蜂方面,經由顯微鏡觀察發現寄生蜂腳端有類似結網蛛腳端的爪狀構造,但其他昆蟲沒有,因此推測這就是其能在網子上行動自如,進而實施寄生行為的原因。

人工向日葵

由於太陽仰角隨著時間不斷變換,太陽能板的接收率因此無法隨時達到最高。如果太陽能板能像向日葵一樣持續面向太陽轉動,那麼將會大幅提升太陽能板單位面積的吸收效率。我們設計一個附有凹槽的面板,使特定方向的光源只能完全通過特定的一個凹槽。而這個特定方向的光源會到達驅動裝置,此裝置是利用在常溫下的平衡態在受熱後總莫耳數增加的原理,使氣體總壓增加,進而推動水,使驅動裝置對面板造成的力矩增加,帶動整個面板轉動,讓目標面向陽光。經數次測試發現,雖然面板會朝向光源轉動,但總與正確方向有些微偏差,沒有辦法很精準的指向光源,推測造成此狀況的因素不只一個,有待更進一步的改良。

電解質溶液的異想世界-探討離子與磁場的交互作用與應用

經過我們努力的實驗後,我們發現:離子運動可以產生磁場,離子運動時會受到磁場作用而受力轉向。離子電流的磁效應,其關係式 ,其中I為電解質溶液電流,d 為與電解質溶液管線距離,而且溶液濃度越大,產生電流越大,則磁場越大。在外加磁場下,電解質溶液導電時仍遵守歐姆定律,但是對溶液的導電性沒有明顯影響。利用磁場作用下離子的運動可觀察到離子的導電性,離子移動速率越快,導電度隨著升高;並進一步瞭解到濃度越大,由於離子間的作用力,會使個別離子移動速率和導電性降低。