全國中小學科展

高中組

吹不熄的蠟燭

近年來,常流行一些整人的玩具,像是「吹不熄蠟燭」,在前些時候即被拿來在生日會上整人,無論壽星怎麼吹都吹不熄,「吹不熄蠟燭」的成分是什麼呢?到底是什麼因素造成蠟燭吹不熄呢?我們想做進一步的研究與探討。

滾動運動與滾動摩擦的探討

利用實心鋼球在傾斜凹槽軌道上滾動的簡單實驗,來探討滾動運動。藉由合適的資料分析法,計算滾動摩擦係數ρ值,發現ρ值約在10-2cm左右。當軌道傾斜角逐漸增加時,鋼球會有由純滾動過渡到又滾又滑的現象,推估木軌道的臨界角約在24o附近,玻璃軌道的臨界角約在20o附近。 最後,更進一步加入滾動摩擦的效應,修正力學能守恆關係,以計算鋼球轉動慣量中之幾何常數K值,並推測出靜摩擦力在純滾動時不消耗力學能,而滾動摩擦在傾斜角愈小時,影響效應愈加明顯的結果。

毛細現象

某天風和日麗數位同學相邀至河邊捉魚,在河中暢遊一番後發現個人於水面上的褲管沾濕的高度各有差異,而我們了解,不浸水部份之所以會濕乃毛細現象所致,但何以沾濕高度會因質料而異呢?於是引發我們對毛細現象作進一步的探討。

格銳目擴散定律與擴散頻率的探討

自古好奇心的驅使便是促進研究的原動力,上過第三章氣體動力論後,我們對此為不可觀,藐不易測的氣體分子物系深感興趣。在科學研究的過程中,對適當模型的探究往往可得更深切的了解及發現,且更亦對此物系做更進一步的研究和討論,於是我們幾位同學與老師共同設計此乒乓球模型,作有關氣體通孔擴散速率與分子個數、質量、通孔面積及溫度之關係的探討。

奈米分子篩與本土植物染,讓藍染復活

本實驗提供一個使傳統藍染工藝復活的契機,希望從減少時間成本、珍惜染料資源、減少操作複雜度、根絕水污染及減少臭味等方面提供改善方案。從結果可看出得知鉑黑分子篩可無窮重複使用,在反應過程中無其他副產物出現,並且可在常溫中進行,相對於化學還原法尚會生成硼酸鹽類,雖然硼酸鹽污染性低,但硼氫化鈉反應性高,在水中除還原染料外,尚會自行分解,故從環保、安全及經濟方向思考,鉑黑分子篩確實是讓藍染工藝復活的不二選擇。本實驗發現分子篩催化還原法,其反應以速率定律式來看為零級,如此可使控制及管理更為方便,可在反應之初,就可正確預估何時必須加入反應物劑。未來希望尋找更多具同樣性質的還原劑,及不同植物染料,使其不僅符合經濟效益,更可結合傳統與現代,使傳統具有新的生命。

分裂高壓出海對台灣天氣的影響及高壓迴流初步研究

在氣象預報中,時常聽見「高壓迴流」此一名詞,卻不解其意;請教老師後,才了解它是分裂高壓出海後所產生的一種天氣現象。而為了要更深入了解它對台灣天氣之影響,所以我們便開始著手研究。

媲美蝴蝶的夾竹桃天蛾 ( Daphnis nerii Linn. )之研究

84 年秋天,我們發現校園內盆栽的日日春和沙漠玫瑰的枝葉,被一種肥胖可愛的天蛾幼蟲啃食,經請教專家確定是夾竹桃天蛾( Daphnis nerii Linn . ) ,在一段時間的觀察後,發現牠的幼蟲有著巧妙的保護色與擬態,激發了我們的研究興趣,想瞭解這種天蛾在生長期各階段中,還有那些防衛的方法?幼蟲吃不吃本土種的夾竹桃科植物?吃了會怎樣?終齡幼蟲一定要鑽入土中,才能結蛹嗎?是光的關係,還是覆蓋物的關係?我們查閱國內昆蟲學的文獻,由於很少人研究,僅得到形態方面的資料,於是便動手去探討。

藉光譜分析研究太陽

本社對於太陽黑子的觀測紀錄,今年已第四個年頭。且對黑子的研究,已有相當的結果( 註 )。唯對太陽光譜的探討,限於儀器問題,未能實行。待由我們自己動手克服後,開始了這項實驗計畫。 目前,世界上美、日兩國從事此太陽光譜的分析已具成果,但國內卻仍無一單位從事之。雖然我們的儀器簡陋,但希望藉著我們的努力,能激起國內對研究太陽的重視。敬請專家指教。

鹵烷及其水解反應動力機構之研究

在新教材化學課本第六章中,專章討論化學動力學。課本所述,多為純理論,我們想在實驗室中,利用實驗以了解反應速率,探討速率常數的變因。因課本所述,幾乎為無機反應,我們對動力學的認識,是否適於有機反應? 高中化學東華本第十七章與新教材第十三章有機化學,提到鹵烷水解可為一次或兩次反應。我們希望利用鹵烷水解這一有機反應,設計實驗,以求徹底了解鹵烷水解反應,並期使對化學動力學有一完整的觀念。

裂褶菌辛秘

裂褶菌為一種食藥用菇類,近年來之所以能受到大家的注目,是因為其可提煉出滋養強壯藥,含有特殊之抗癌作用物質-裂褶菌多醣。此多醣體已被諸多實驗證明可降低血脂肪,治療心臟病、高血壓,抑制癌症細胞的生長等。目前市面上已出售含有裂褶菌多醣體的養生食品。而乳酸桿菌是人體腸道活益菌中最普遍的菌種群。且也已被報導可提高人體免疫力, 但是目前國內尚未發現任何有關探討有關裂褶菌與乳酸桿菌相互關係的研究。因此,本研究第一部份即在固態培養基上,探討具有不同型態及大小裂褶菌子實體對乳桿菌產生的抑菌效果。結果發現中型且扇形子實體對乳桿菌的抑菌面積 (裂褶菌型態以恰可覆蓋裂褶菌的那個圓之直徑來表示)略大於中型而菌傘邊緣曲折型的子實體對乳桿菌的抑菌面積,而子實體為大型或小型時,其對乳桿菌的抑菌面積則較小。顯示裂褶菌子實體的型態與大小與其對乳桿菌的抑制效果有一定程度的關係!本研究的第二部分,探討久為人類食用的香菇和裂褶菌在密封針筒中,經綜合酵素作用後產氣量的比較。結果發現,裂褶菌不論在產氣量及速度上皆遠高於香菇。顯示裂褶菌比香菇更易與綜合酵素作用。另外,在培養裂褶菌過程中,發現腎形及邊緣曲折型的子實體,在無光照、極少量通氣的條件下,較易產生白化現象。 白化部分發生於子實體上半部,當將白化子實體接種於含有食用色素之培養基上時,發現大部分白化菌傘有染色現象,但白化菌傘之邊緣依然維持白色,推測此部分可能含有疏水性物質或其他可阻斷水溶性物質通過之物質。(因食用色素為親水性)此部分,仍有後續實驗待探討。