第48屆--民國97年

構樹的秘密生活--構樹葉形變化的秘密

校園和野地常見的構樹,是一種雌雄異株的灌木,構樹葉形有許多變化,從卵心形、三裂到五裂鳥趾狀。根據研究結果發現,構樹多變的葉形和性別與生長的環境無關,但卻和構樹的年齡有關、年齡大的構樹,葉子多為卵心形,年齡小的構樹葉型則多為三裂到五裂鳥趾狀,因此我們推測葉形變化與構樹年齡有關、觀察構樹時,發現與構樹同屬於桑科的植物:桑樹,葉形變化也與構樹一致,小株桑樹葉形同為三裂到五裂鳥趾狀,大株桑樹葉形則轉為卵心形,此種現象反映這類植物小苗競爭光線所演化出的生存策略。構樹的雄株在二月底開始掉葉子,三月長出雄花序,三月底雄花序成熟後,構樹始長出新葉子,同時期雌株的雌花序開始出現,到四月底時構樹果實開始成熟。

力爭上游的水溶液-毛細現象的探索

打翻黑呼呼的墨水是很多小朋友們有過的經驗,但只要知道有效的處理方法,現場就不會混亂一片,這就是毛細現象的運用之一。毛細現象的發生無所不在,只要是有孔隙的地方,都看得到它的發生,實驗後發現細縫越小,現象越加的明顯。而且液體的種類、濃稠度、溫度也會影響毛細現象,溫度越高,毛細現象越明顯,而濃度越濃,水位的爬升卻最慢。以上的實驗結果,我們可以運用在生活當中,例如檢驗果汁純不純,如何洗碗比較乾淨等等…….,瞭解毛細現象的原理,可以讓我們的生活更便利喔!

電解水實驗的深入探討

2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)是電解水實驗的化學反應式,而電解水時產生的氫氣與氧氣的體積比一如化學反應式中氫氣與氧氣的係數比為2:1;又課本上說兩電極的距離愈近,產生氣泡的速率愈大;以及除了迴紋針之外,是否還有其他更適合的材料能作為電極;本次實驗即針對以上三個實驗方向作進一步的研究。

液體體積膨脹的探討與研究

當物質受熱時,內部會因為溫度升高而使分子振動得更快,分子間的距離變大,使得物質膨脹。當溫度下降時,物質內部分子振動得較慢,分子間的距離變小,使得物質收縮。大多數物質,包括固體、液體及氣體都具有熱脹冷縮的特性,以同體積而言,氣體膨脹最大,液體次之,固體最少。少數的特殊例子:水在一般狀況下也是熱脹冷縮,但在溫度從4℃到0℃時,卻是遇熱收縮,遇冷膨脹,即「冷脹熱縮」,這個奇妙的特性在大自然界中扮演很重要的角色。冬天時,當戶外氣溫低至0℃以下時,湖水結冰、體積冷脹、密度變小,即結冰的湖水比水的密度要小,所以,浮在水面上,使整個水面結冰,冰面下的水仍會保持一定的水溫,使得生活在水中的生物得以過冬。水是冷脹熱縮嗎?這樣說其實並不正確喔!水在4℃以上,都是熱脹冷縮的,但在4℃以下,因為要準備結冰,體積會慢慢的開始隨溫度下降而膨脹(熱縮冷脹),在人的日常生活中,也有很多溶液具熱脹冷縮的特性。

色彩變變變--自製重金屬檢測試紙及檢測流程研究

重金屬離子具高毒性,是水汙染的檢測重點。一般檢測單位常以昂貴儀器進行測定,未配備貴重儀器的實驗室則常藉重金屬陽離子與某些陰離子生成沉澱反應或重金屬陽離子與某些錯合劑生成錯離子反應的方式來測定,但這些化學分析方法操作步驟繁複困難且均須於實驗室中進行。本研究基本上以重金屬陽離子生成有色的沉澱反應及有色的錯離子形成反應為基礎,研發出檢測試紙。利用重金屬檢測試紙的顯色,簡單快速地分析出水溶液中的重金屬離子種類,成為可攜帶、可在實驗室外操作特性的重金屬定性試紙。本研究並依據實驗結果,歸納出Fe3+、Cu2+、Ni2+、Ag+、Mn2+、Hg2+、Co2+等七種重金屬離子的檢測流程,並可利用多種檢測試紙來測試同一種重金屬離子,更提昇了鑑別的準確度。

魚也可以很聰明—探討孔雀魚的學習能力

以多種方法確定孔雀魚能夠形成記憶,並利用學習能力來跟魚玩遊戲。本實驗判定學習\r 能力的好壞,是以新記憶形成所需的時間,和記憶維持天數作為依據。實驗結果發現,確定\r 孔雀魚擁有為時數天的記憶能力,且訓練到達一定的次數孔雀魚就能學會新技能。形成記憶\r 的時間因魚齡而有差別,年齡越小的魚形成記憶所需的次數越少,且記憶維持時間較長。而\r 性別不同,學習能力也不盡相同。對於不同種類的刺激,形成記憶所需的次數和記憶維持的\r 時間也不完全相同。最後利用魚的學習能力,改變牠們的生存本能,使魚看到原來會害怕的\r 網子反而會衝進去,並用此學習能力和孔雀魚玩遊戲。適當地和孔雀魚互動,會使飼養者更\r 有想照顧牠的心,不會有不想養、送人和野放的念頭。或許這種互動運用在其他外來種身上,\r 可以減少其被棄養的機率,直接保護臺灣的自然生態,而孔雀魚也因適當的運動,顯得更加\r 健康有活力,改變大眾對觀賞魚的普遍看法,觀賞魚也可以這樣玩,觀賞魚也可以很聰明!

『笛』我不分---吸管笛之鳥笛製作研究

這個研究主要探討影響鳥笛聲音的因素,鳥笛是傳統的「臺灣童玩」,能吹出如鳥類一樣悅耳的聲音,我們覺得很有趣,在參考網站之後,我們嘗試用容易取得且操作方便的吸管來吹吹看,在課本中我們學到空氣柱的長短、粗細會形成不同的聲音,除此之外,我們探討吸管的角度對聲音的影響以及將吸管笛放入水中對聲音的影響,最後我們比對真實鳥聲,模擬鳥類的聲音,判斷哪一種鳥要用哪一種吸管,角度要多少比較悅耳。

小小吸管飛越大操場—動力吹箭的研究

我們原本只是想要做一個好玩的吹箭玩具,可是在製作過程中發現,要做一個吹得又遠又準的吹箭還真不太容易!於是幾個對吹箭有興趣的同學便一起找老師指導研究。首先,我們決定要用日常生活可拿到的東西來作材料。其次,我們上網收集有關吹箭的原理、製作、應用、歷史等等的資料。在大家的討論中,逐漸想出了「三種不同版本的吹箭」。在實驗的過程中,我們在快樂的氣氛中親身體驗了「牛頓的運動定律」,成功的使「小小吸管飛越大操場」,也產生了一首詩:動力吹箭/動手學牛頓/力求快穩準/吹出一道氣/箭穿百步椿。

紙茶壺

我們從閱讀「無人島探險記」這本書後,開始了對紙盒裝水加熱的探討,進而暸解到熱對紙盒與盒內的水的影響。將紙摺疊成盒子,倒入水後在火上加熱,直觀判斷下,火焰先接觸到紙張,紙應該會燃燒,因此水不可能加熱到沸騰。本實驗即實際操作驗證,看看到底是紙張先燃燒,還是水先沸騰。然而,實驗結果顯示水會先沸騰,而紙盒卻不會燃燒起來,這也就是市面上餐飲業的紙火鍋的原理與由來。透過這次實驗,我們可找出類似此紙鍋的紙質,甚至也可以在紙盒內泡麵、泡茶,因此,便將此次實驗稱作─「紙茶壺」。

哇!我「看見」聲音

本研究為了能看見聲音,我們查閱相關資料,從文獻中可知,科博館所展示的「滾筒示波器」,有類似電氣式「示波器」功能,可以看見聲音。由於科博館的「滾筒示波器」不但體積大,而且部份功能欠缺。所以先對「滾筒示波器」進行重新設計、製作及組裝完成「自製滾筒式示波器」。進行一系列影響「波數」的因素研究後,找出影響波數有二項因素為滾筒轉速、弦張力及弦粗細。三因素可歸納為轉動頻率及弦頻率,經由實驗歸納波數、轉動頻率及弦頻率關係為弦頻率=轉動頻率×波數×2。最後以吉他做看見聲音的實驗,以A2=110hz左右做實驗,用看的影像可以計算出的聲音頻率,準確程度達到九成三左右,達到「哇!我看見聲音」。