全國中小學科展

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第48屆--民國97年

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。

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。

萬事從『頭』做起

內政部警政署統計,騎乘機車未戴安全帽與酒後駕駛的傷亡率,高居國人意外死亡\r 率之首,因此本專題著眼於新式安全帽的設計,經反覆觀察分析、實驗模擬,研究出具\r 創意且實用的安全帽。希望能為騎士帶來保障,確保安全。\r 萬事從『頭』做起,整合功能有:\r 一、 戴上安全帽並確實繫緊扣環,才能發動機車。\r 二、 偵測器測得酒精濃度,並執行酒測語音提醒,同時發送簡訊告知家人。\r 三、 天色昏暗時,自動開啟機車大燈和安全帽後的夜間警示燈。\r 四、 機車行進間轉向減速,安全帽後的轉向指示燈和煞車燈配合同步亮起。\r 五、 語音系統提醒騎士確實繫緊扣環,以及安全帽內的充電電池電量不足時提醒充電。\r 六、機車的主、側腳架未同時收起,無法發動機車,並執行腳架語音提醒。\r 七、安全帽內溫度升高,自動開啟風扇。

由廚餘米飯製造酒精之研究

本研究目的是利用學校午餐剩餘的米飯,以多種實驗尋找最省時及最高出酒率之製造方\r 法,且可提升廚餘米飯再利用之經濟價值。研究方法:一是以固態酒麴發酵之傳統方法製造,\r 二是以液態酵素發酵之新式方法製造。初步獲得以下結果:1.以固態酒麴發酵之傳統方法製\r 造酒精:米飯、水與酒麴之最佳重量比例為100%:150%:1.5%,整個製程需20 天左右,平\r 均出酒率約18%。2.以液態酵素發酵之方法製造酒精:米飯、水與液態酵素之最佳重量比例\r 為100%:200%:0.2%,整個製程需7 天左右,平均出酒率約22%。3.使用新式方法之液態酵\r 素發酵,快速、省時且出酒率高,為最佳之製造方法。本法初次蒸餾所得低濃度酒精產品可\r 提供廚房做為菜餚調理之用,再蒸餾所得高濃度酒精產品可作為汽油之替代能源。

『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。

開口笑的春天-浮油回收

本研究乃針對歷年來海事意外所導致海洋受油類污染,其目的是將漂浮在海面上的浮油加以收集,油水分離、儲存、廢油再利用。對於大面積的污染海域,效果僅次於分散劑(化油劑)的浮油回收系統將是最快速、最便捷的處理方法,大量的使用分散劑,反而造成了二次污染。分散劑在使用上有許多限制,第一:24小時內,除油效果最好,反之,因時間拉長則效果遞減、第二:分散劑對原油有51%效果,對船用油則僅18%。大面積的污染海域,雖然分散劑噴灑的成本遠較機械式浮油回收節省,但二次污染所造成水生生物的浩劫並不是金錢可以衡量的。而機械式浮油回收能將浮油處理的更環保,在持續不斷的改良進步下,回收效率超越分散劑指日可待。

家庭自製洗窗機SUPER!

我想做一台自動洗窗機來分擔媽媽的辛勞,經過一連串的實驗我發現1.我測窗戶乾\r 淨度的光源感測器其所測得之光源值越高,代表窗戶越乾淨;光源值越低,表示窗戶越\r 髒。2.第一代洗窗機洗窗時加水比不加水洗窗效果好。3.第二代NXT 光源感測器測光源\r 值穩定性較高且靈敏度提升。4.我找出自製洗窗機以黃白海綿加綠布加刮刀; 馬達流量\r 在開關閥關四圈時,洗窗有最佳效果。5.我所測試的各種茶葉水洗窗效果均比市售清潔劑\r 效果佳。6.我研發的自製洗窗機加入活性炭後,可讓水循環14 次以上洗窗仍可亮晶晶。\r 7. 真正洗家庭外窗效果不錯,但因家庭外窗後面沒加白紙,因此窗戶越髒光源值越高,\r 窗戶越乾淨,光源值越低。8.我所研究的自製洗窗機用活性炭淨水既安全又環保,真是家\r 庭洗窗戶的超級剋星-自製洗窗機!SUPER!

形中有形

利用GSP(動態幾何繪圖軟體)協助探討正n邊形對角線相交所圍出圖形的性質與邊長關係,並利用正n邊形對角線與邊長的比值來探討正n邊形內接正m邊形其邊長關係,並找出其規律。

廢棄乾電池大變身—燃料電池

由實驗可知廢棄乾電池可資源回收再利用的部分達 76%以上,其中電解質經純化分離可得到有催化劑效果之MnO2,回收率達61%,電池鋅殼材質與實驗室用鋅片材質相當,電池碳棒除可當電池之電極外亦是實驗室常用之導電材料,故廢棄乾電池確實可完整的資源回收再利用;在自製之簡易氫氧燃料電池裝置中,我們發現需考量碳電極使用前之適當處理、正負極之集氣區設計、收集氣體量多寡、電池組的封裝以及鎳、Pt\r 粉之添加與否等問題,電解液之選用則是以濃度為2 M 的氫氧化鉀溶液為佳,經過努力之後,我們成功以自製的簡易串聯保特瓶氫氧燃料電池裝置使得電子蜂鳴器、LED 燈及鬧鐘開始動作,實驗結果證實廢棄乾電池是可搖身一變成為新的電池明日之星—氫氧燃料電池。

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。