全國中小學科展

高中組

毒衣無惡!?—衣物中含微量甲醛的檢測

經濟部標準檢驗局公告 75ppm 以上的游離甲醛對人體的鼻黏膜、內臟器官、神經系統均有刺激作用;而國際研究癌症組織也已經證實,高濃度的甲醛對於受測試實驗的動物會引起鼻癌。因此,?了瞭解並分析市面上所販賣衣物甲醛的含量,在查閱相關文獻資料後,發現幾種可將高中化學教材內容所提及的課程,應用在檢測甲醛的方法上。一種是利用 Tollen’s Reagent 與醛類作用,可得羧酸及金屬銀之沉澱,再藉由銀的生成量推測甲醛的含量,簡稱 Silver Mirror Reaction。另一種是利用亞硫酸鈉與甲醛反應生成氫氧化鈉,再利用鹽酸進行滴定以計算甲醛的含量,簡稱亞硫酸鈉法。最後找出使甲醛被分離出的最佳反應條件,並研究甲醛定量滴定時,最能精確滴定甲醛含量的滴定方法,以及探討各種反應條件對檢測甲醛時可能造成的影響。

先聲奪人─從共鳴管到共振子

本實驗利用音效處理軟體混合各頻率sin波,作為強迫共振系統聲源,測出容器的共振頻率,發現圓柱形的窄頸容器具有一系列泛音,但其中的基音頻率變化卻符合赫爾姆霍茲共振子的理論趨勢,顯示系統的共振同時具有駐波及共振子的性質。進一步測量瓶內各點的振幅發現其聲波共振的方式與共振子有相當的共通性,卻也有駐波的存在。

處理故障的收穫

大家都知道一個分式型式的三角恒等式,當分母的值為零或式中的三角函數無意義時就像一部機器發生故障一樣不能用了。我們仔細研究這些故障情形卻得到一些意外的收穫。

實驗探討液體的黏滯性

(一)上高中後,得國立成功大學甄試進入南區理化資優生輔導班,一年多以來,每兩個星期日在成大物理、化學系進行研討、實驗等。在研習高二物理第二冊時,對於第十章物體力學甚感興趣。 (二)第二冊物體實驗手冊並未編列有關流體力學的實驗;本校科學教育輔導教師李老師曾製作一套有關流體力學的實驗器材,參加全國第廿二屆科學展覽獲獎(1),在他的指導下,發展出本套器材,不但可用來說明高中物理第二冊§10-5連續方程式,驗證§10-6白努利方程式,還可以很方便又精確的測量液體黏滯係數。

「犇」跑吧 CO!

為了保持牛肉肉品色澤鮮豔,往往會添加CO,CO對於牛肉中肌紅蛋白有很強的結合力,在冷凍下可保持數個月的鮮紅色澤且不易脫去。我們嘗試各種醇、酸、鹼、鹽類找出萃取肌紅蛋白的最佳條件,並由光譜圖發現:肌紅蛋白內部的鐵二價離子易與CO氣體形成強鍵結,造成肌紅蛋白的吸收光譜產生位移,因此可用以檢驗牛肉中是否含有CO。為了進一步得知CO添加的含量,我們利用不同的氧化劑及還原劑測試含CO之牛肉,並偵測其光譜變化情形。結果發現:低亞硫酸鈉可以區分有無添加CO的牛肉,並能有效計算CO含量。為了使偵測方法更為簡易,我們利用硫酸有效分離CO與肌紅蛋白,並配合自製的電化學CO偵測器,直接檢測出CO氣體濃度及含量,以偵測市售牛肉是否添加CO氣體。

蟻學概論

我對螞蟻的興趣並沒有因去年“工蟻制衡論”的提出而結束,仍有許多問題,如:螞蟻的肢體語言如何解讀?如何證實螞蟻週期行為的存在?怎樣正確計算螞蟻族群的大小?螞蟻型態上的總體特徵為何?……好多好多問題,都有待進一步的研究,再加上“工蟻制衡論”並不完整,要做若干的修正,這些正是我研究的動機。 好奇心及求知慾,使我不得不繼續第六年的螞蟻研究,也許,第七年、第八年……或更長更久的時間,我都會做下去。

太陽平均密度之測定

讀過了地球科學的天文部分後,曉得太陽法是一個熾熱的氣球體,而且體積龐大,質量亦巨大;但卻不知道科學家是如何測出來的。課本中雖然沒有談到太陽密度之算法,只有印著星星測距的方法,但卻可將其應用,再加上牛頓力學的幫助,及精確的觀測,相信能解開我心中的疑惑。

樂乎舞雩–音樂與舞草

舞草,豆科舞草屬,在適當氣候(26OC?28OC)下其小對葉會自行轉動,我們在不同聲音頻率(0Hz、400Hz、600Hz、800Hz、1000Hz、1200Hz)下,拍攝小對葉轉動的情形,將影像輸入電腦、分析統整,得知音頻與轉動幅度(小對葉運動中,以一端點運動至下一個最接近的異向端點,所改變的角度)、速度週期(小對葉運動中,相鄰兩個極大角度變化值的時間差)、滯留區(小對葉在端點滯留的時間)成正相關。實驗步驟中,用電腦取點,由於將圖片放大至 400%,讀取座標有+2?-2 的誤差。由於影響小對葉轉動的變因有很多方面(如:溫度、光照、葉片生長情形…),此實驗著重在聲音頻率,未來可往各方向研究討論。

銀晶體之研究

在化學實驗六 〞 銅與硝酸銀溶液之變化 〞 中提到銅片與硝酸銀溶液發生反應,銅片表面會析出光亮針狀的銀晶體,但當同學們做這實驗,將銅片投入硝酸銀溶液中,銅片表面迅速生成一層黑色物質,繼續再生成灰色泥狀(或海棉狀)的物質,就是有針狀銀晶髒也不很明顯,又平常我們看到鍍銀之金屬片或銀片卻是銀白色,不成晶體狀,到底這些不同顏色、形狀的物質是什麼?都是銀嗎?怎樣才能得到光亮針狀的銀晶體?怎樣才能得到銀白色的鍍銀層?這些問題一直困擾著我們,翻閱各鍾課本也皆無交待,因此引起我們探討的興趣與研究動機。

觀音草漯海灘沉積物分析

草漯村位於桃園縣觀音鄉沿海,海岸線因風浪作用有向內陸退後之現象,海岸線平直,沿海沙灘分布,坡度平緩約2至4度。採樣點位置附近有兩小溪出海口,沙丘平行海岸線分布,呈東西走向。 本研究於2010年1月10日距沙丘底部40至65公尺間垂直採樣12管沉積物,採樣深度由30公分至84公分不等,並以每2公分分層取樣進行過篩粒度分析,並使用顯微鏡觀察各粒徑沉積物之內含物,藉以了解影響海灘沉積物之營力隨時間之變化。 依據粒度分析發現此區,沉積物粒徑大於0.25mm之比例,從10.0%到79.9%不等,影響此區海灘沉積物分布主要力量有水流及海浪,營力隨時間有增強的趨勢。依據沉積物內含物及分層圖觀察,近砂丘底部沉積物主要沉積營力為流水、距陸較遠海灘應以風浪為主,且海岸有向陸地退縮之趨勢。