全國中小學科展

高中組

太陽『矽』希望-太陽電池的研究

能源危機帶動太陽電池發展,卻受制於難以進一步的提升效率,因此,我們研究其結構與基本性質,如:不照光時的順、逆向偏壓、導通電壓及照光下不同照度、光源、太陽電池種類填充因子的比較,並了解不同負載下的最大功率。隨著實驗的延展,探究照度、入射光的波段、入射角度及經大氣層厚度對太陽電池的影響。經過數據分析及研究之後,我們發現太陽電池確有PN二極體之特性,導通電壓約為0.7伏特、太陽電池的填充因子,以單晶矽為最佳,其次是非晶矽、另外,陽光比單槍的光源更適合太陽電池工作。以濾光片將特定波長以下的光線濾除,並推算出能隙。另外,電流的大小與入射角之cosθ成正比,這也是為什麼太陽能板必須旋轉而使陽光保持垂直入射。

切割三角形之必勝策略

國小時就常和同學一起玩數學小遊戲,相當喜歡這種「想想看」的感覺。高一時考環球城市盃數學競賽,題目中有一題令我百思不解,後來和同學提起這個遊戲,發現大家對這題也都沒什麼好辦法,經過幾天討論之後,終於把題目解決了!不過我卻又發覺這個遊戲在加以變化之後,又可以有不同的玩法與解法!恰好當時我們也學到「排列組合」這一章,其中樹狀圖的概念和我當時的解法可說大同小異。當下我們就決定要繼續挑戰這個既繁且雜令人又愛又恨的遊戲。

蕨類配子體的培養觀察及實驗的改進

每當課文上到蕨類的生活史時,老師會將蕨類的孢子體及配子體的標本給我們看,然後告訴我們下次做這個實驗時,每個人都要帶材料來,以加深我們對蕨頰生態環境的認識。可是實際上同學們帶來的配子體很少(有的受居住地方的限制,或氣候、或其它因素),如此情況下,要看到實驗課本上所說的藏卵器是瓶形構造,有膨大的基部,埋在配子體內,僅頸部露出,基部內有卵;假根附近有圓拱形的藏精器,其內有多鞭毛之精子能游泳,要看到游動的精子那簡直是可遇不可求”每當這個實驗做下來,大家都覺得很洩氣。尋找方法,若能自己動手由孢子在實驗室內開始培養因此,我們就在。不僅可解決材料的來源,更可徹底了解蕨類的生長過程。所以我們就開始尋找資料,計劃做這們實驗。

駐波所生的諧音和樂音音符的關係以吉他為例

物理課本上提到,駐波有第一諧音,第二諧音……,但是我們很想知道他們與樂音各音符一一對應的關係,以及各音符之間的頻率關係,於是我們便設計實驗,著手研究。

散射水膜之研究

有一天洗碗時,發現當水沖擊到碗盤的瞬間,水流偏折的方向和形式很特別。有的散成水花,有的出現和原方向垂直的角度散射出去,有的甚至形成一道像科幻卡通片的防護水膜,還有許許多多美麗又奇怪的圖形 … … 簡直是不勝枚舉!不禁使我聯想到這些水流的散射運動軌跡,好像與我們剛剛才學到的平拋和斜拋運動有所關聯,但卻又有一些差異,於是我們決定對這奇妙的水膜展開研究與實驗,希望能揭開這神奇水膜的神祕面紗。

龍銀的秘密~圓形金屬板振動頻率的探討

我們購買了數枚真、假龍銀作為實驗樣本,並以鋼(ss400)及白鐵(304)兩種材質訂製多種不同形狀條件的圓型金屬板,以圓心為支撐點,以定力裝置敲擊樣品圓周,藉由筆記型電腦、麥克風以及數位音樂編輯軟體 Cool Edit Pro 2.1 的協助,紀錄樣品所發出的聲音強度與頻率,再以軟體將原始訊號轉譯成聲音的頻譜;最後使用 MATLAB 軟體進行曲線擬合,以探討圓形金屬板的直徑、厚度對自然頻率的關係。經過多次的敲擊實驗與分析,我們發現:「圓形金屬板的直徑、厚度會大約分別以平方反比以及正比的關係影響其自然頻率。」同時,根據實驗觀測所得的資料及相關理論則顯示:「以圓心為支撐點,輕擊金屬板圓周的施力方式,在眾多圓形板的共振模態之中,以十字交錯的馬鞍形振動為主要的振動模式。」真龍銀的敲擊聲音在聽覺上似乎較清亮,這個現象也反映在真、假龍銀以及一般金屬樣品的訊號差異方面,我們發現:「真龍銀的音量強度衰減時間比假龍銀久,龍銀的頻譜圖則比金屬樣品複雜,能夠出現更多的共振模態。」

新發現!!!化學式性質、互變及其應用的探討

本研究目的有:一.歸納產生紅色沉澱物的方法及條件。二.歸納紅色沉澱物性質的探討。三.如何精確操控長出紅鉛樹(α-PbO)及自製鉛蓄電池電極放電效果的探討。 本研究總結論: 一.歸納產生紅色沉澱物的法及條件 1.Na2CO3(aq)+Pb(CH3COO)2(aq) +NaOH(aq),加試劑先後順序、溫度、NaOH(aq) 濃度均會影響生成紅色沉澱物、生成的時間。 2.PbCO3(S)及PbO(S)加入1~3M NaOH(aq),在室溫下,均能在短時間內產生紅色物。 3 Pb(CH3COO)2‧3H2O (s)及Pb(OH)2(s)、少量水,在室溫下,加入NaOH(s),均能在短時間內產生紅色物。 二.歸納紅色沉澱物性質的探討。 1.紅色物不能氧化濃HCl(aq)產生Cl2(g),紅色物證明是PbO 氧化鉛。 2. 3.PbO(yellow)及 PbO(red)對H2O2分解平均速率非常接近。 三.如何精確操控長出紅鉛樹(α-PbO)及自製鉛蓄電池電極放電效果的探討。 1.以5mL 注射針筒吸取8M NaOH(aq) 0.04mL,逐滴加入部分白化的鉛樹中,能產生最快、最鮮紅的紅鉛樹(α-PbO)。 2.自製鉛蓄電池電極放電時,電壓、電流大小順序均為:β1 型﹥α1 型﹥α2 型﹥β2 型。

花粉萌發因素的探討一龍吐珠花粉最適萌發環境之發現

“花粉的形態與萌發”的實驗是高中生物教材第九章─“種子植物”的補充實驗課程(1)。在去年準備生物科實驗操作競賽練習此實驗時發現當時所採集之材料,根據課本所提供之方法進行,無論如何嘗試,均不萌發,連老師都無法解釋清楚。但是查遍所有參考文獻,真正討論花粉的資料實在很少,且大都是探討花粉形態學(Palynolgy),甚至原文資料亦十分貧乏,故引起我們對此一問題的強烈興趣。

單色調的反應

今日攝影,日新月異,為使黑白攝影,顯勢潮流,唯做適當的色調處理,俾使今日攝影,完全進入彩色時代。

高雄縣旗尾山蕨類資源之調查研究

台灣素有「蕨類王國」之稱,台灣產的蕨類約有六百餘種,其中特有種約六十種,不僅資源豐富,單位面積的蕨類種數更是世界之冠。此外,蕨類也是高中生物教材中非常有用且有趣的相關教學資源。旗尾山擁有豐富的動植物資源,可是我們對這個環境中的蕨類植物族群,卻瞭解很少,因此,我們覺得有必要也很有興趣針對旗尾山的蕨類資源進行調查研究。