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第48屆--民國97年

看穿磁魔的真面目

「磁鐵」」單元要讓學生了解磁力的大小及磁場的基本概念,過去的實驗是用鐵沙吸附在磁鐵的現象及鐵沙的量來判定磁鐵的磁力及磁場的變化,但根據過去的經驗,學生還是難以轉化對磁力線及磁場的認識,於是我們除了用傳統的方式來認識磁力線外,也試著用更具新穎、更具有效率且吸引學生的方式來看看這磁力線的真面目,我們用傳統的電腦螢幕發現了磁鐵貼近螢幕時,會將他磁力線的面貌以光譜的方式呈現出來,讓我們能清楚的判定磁鐵的磁極及磁力的大小,亦能透過螢幕看見兩個磁場交互作用的微妙變化、透過水的結凍現象發現了磁力線造成水分子結構的改變,這神奇的魔力透過實驗我們找到蛛絲馬跡,感受到強大的磁場對日常生活的影響。

教室裡的彩虹

教室裡可以輕易製造出彩虹的色光,利用太陽光源最棒,其次是投影機的燈、手電筒,LED\r 手電筒不行哦!\r 實驗中:驗證教室中利用彩虹實驗箱製造彩虹色光的設計用意,並解開在彩虹實驗箱上遮光\r 紙的條件,水量越多遮光紙要貼高一點,水量少,遮光紙就可貼低一點,這樣可使彩虹實驗箱遮\r 光效果更好,又能清晰快速找到彩虹。\r 實驗中更有效證明光線行經實驗箱的路線,並且更精準掌握給光的角度,水量多給光角度\r 大,水量少給光角度小;另外在使用三稜鏡找出彩虹色光時,我們也能精準找到使用的角度,使\r 製造彩虹色光更加方便。\r 教室中,可以透過多邊形的透明盒,製造出多個一字形的彩虹色光,若用圓柱體更可輕易做\r 出弧形的彩虹,更特別的是:它是一個向上翹的彩虹呢!\r 最後更值得推薦的是:我們利用切割過的白色珍珠板,幫助我們找出光線在裝水公升杯中的\r 行經路徑,讓我們清楚看到光經過二種透明物質,發生二次偏折後,出現彩虹色光的秘密。

不同磁極磁場對酵母菌發酵作用的影響

在地球歷史中,每隔一段時間就會發生地球磁場倒轉。當地球磁場方向倒轉時,大量生\r 物因此死亡,部分海洋生物因而絕種,似乎地球磁場會影響到地球上的生物的活動(文獻一)。\r 於是我們利用這個機會,探討磁場對酵母菌產生什麼影響。\r 我們所得到的結果是酵母菌在南極磁場處理下,由酵母菌醱酵作用所產生的二氧化碳推\r 升水柱,通過刻度的時間較短。在不同磁極與不同強度的磁場下,酵母菌液的重量和溫度變\r 化不大,各組間幾乎沒有差別。在酵母液酸鹼值的影響和糖度的變化方面。北極磁場處理的\r 酵母液酸鹼值下降較多,酵母液糖度下降較快。綜合我們的結果,我們發現北極磁場會促進\r 酵母菌醱酵作用的進行。

「岸」藏玄機~探討在不同條件下離岸堤的作用

經過實驗的設計探討,我們發現:無設置離岸堤打上岸\r 的波明顯比任何一組有設置離岸堤的波痕高,說明了離岸堤\r 確實能阻擋海浪侵蝕海岸。而離岸堤的設置,在海岸旁的距\r 離、離岸堤間的間距、水中的高度、方位及消波塊的密合度\r 等都會影響到對海浪的阻擋效果。\r 研究結果發現:設置離岸堤較佳的條件是離海岸愈近、\r 離岸堤間距愈小、露出水面愈高、與海岸形成某種夾角、消\r 波塊的密合度越大及增加離岸堤長度都能增加阻擋海浪的成\r 效。但是消波塊使用的個數太多時,將造成成本過高及景觀\r 的破壞,也是值得考量的。\r 建議在未來設置離岸堤時也應將當地海水流動的方向、\r 海水潮汐高度變化等列入考量,以使「離岸堤」發揮最大的\r 功效。

來電捕手-新概念能源探究

這是我們再次對新式能源進行探討─發電原理排除:法拉第的電磁感應(發電機原理)與伏打化學電池原理。聰明如您,猜猜我們是運用哪種發電原理…我們探討的主題是:如何有效的運用生活周遭的“微力”來發電!以19世紀居里兄弟所研究的“壓電效應”為基礎。壓電電壓對發電效能無能為力、我們研讀資料、尋找關鍵步驟─累壓電路─一個簡單的電路,當作電力輸出的關鍵、改良實驗,將微量電壓加以累積。參考2007全國科展國小組作品:《來電傳晴》、《鼠力發電機》儲能部分,使無法即時儲存的電力,充電到電池中。並推廣成“步行走路”都能發電的“來電箱”,成功啟動馬達、高亮度LED…事實上,這是一個成功的來電裝置,對於環保與永續能源深具研究開發潛力。

種子飛機-飛翔果實的構造分析與飛行模擬

飛翔種子、果實的優勢是低翼載,有風就能隨風散播,其主要的飛行模式是旋轉與滑翔。\r 旋轉模式是以增加滯空時間來延長受風吹襲的機會,滑翔模式的優點是散播距離長。研究發\r 現造成旋轉的原因是翼面重量分布不對稱。滑翔類種子、果實的翼載小,展弦比不大,重心\r 不位於形狀中心,而是比較靠近翼前緣,才能產生向前滑翔的力矩。

海洋密度流之探討

本研究利用簡易器材自製實驗裝置,模擬海洋中的密度流現象。實驗\r 方法為配製濃度或溫度不同之鹽水,模擬不同密度之海水,使用自製裝置\r 觀察它們在接觸時所產生的交互運動,並比較溫度、鹽度差異及旋轉效應\r 對其交互運動和速率的影響。實驗結果說明,海洋中之海水密度流,是由\r 於海水溫度、鹽度之差異,造成海水密度不同所形成,但其流動緩慢,且\r 外加旋轉作用對於密度流有顯著之影響。此外,本研究自製之模型裝置,\r 具有操作簡易及結果容易觀察之特點,可應用於國中自然科之教學上。

台灣欒樹下的紅杉軍

本研究是針對紅姬緣椿象(Leptocorisangur)的生活習性及牠們的群聚現象,做生態調查及成長週期的探究。經過七個月的觀察,在群聚現象方面,我們發現,紅姬緣椿象會因為溫度降低,聚集的數量增加,因台灣欒樹開花結果的季節而改變出現的時間,且聚集在一起的紅姬緣椿象多半是1-4齡蟲,棲息環境會選擇在有雜草落葉的石頭底下。在生命週期的觀察,發現牠們的生命週期(卵-成蟲)約七週,單獨一隻飼養死亡率偏高,尤其是在1-3齡階段。在交配產卵研究結果發現,野外的紅姬緣椿象交尾時,如果受到打擾並不會終止他們交配的行為,但如果捕捉野外的雌、雄蟲放置一起也不一定會交配,交尾後會選擇在隱避或易取食的地點產卵,室內和野外的卵的變化不太一樣,室內的卵是從古銅色-橘-金黃才孵出、野外的卵則是從金黃-橘-古銅色孵出,本研究更發現,紅姬緣椿象也會孤雌生殖。

探討碘仿反應的反應速率定律式

本研究主要在探討在定溫下,以丙酮進行碘仿反應,探究其反應速率定律式。由我們實驗結果得知丙酮反應級數為0.91544 及0.45459;碘反應級數為-0.02585 和-0.53667;氫氧化鈉反應級數為0.9173。我們發現當MI2I2>0.02M 時,MI2>0.15MNaOH 時,反應級數呈現碘有參予反應速率決定步驟; MI2NaOH時,反應級數呈現零級反應;。

大海裡的小巨人-有孔蟲再現

本次的研究範圍主要以新化丘陵的二重溪層為主,而且所發現的有孔蟲及貝\r 類化石多數位於地層界線帶,我們所研究的有孔蟲種類共有14 種之多,其中分\r 布最廣、密度最高的有孔蟲種類有FBLs 及FBPs.數種,牠們生長在廣鹽性的海\r 域,所以遠在高雄市的岩心(地表以下的地層)也可以發現牠們的蹤跡。在有孔蟲\r 的外型中又以輪型最多,其中FBLs 有部分種類的周圍薄片,是適應大自然的結\r 果(帄衡用)。還有一些有孔蟲呈水帄堆疊,顯示當時的海域環境穩定,都與當時\r 的生態環境息息相關,所以我們終於了解地質學家為何常以有孔蟲化石作為確定\r 地質年代的標準化石和古沉積環境的指相化石了。