全國中小學科展

國中組

大氣怎麼流,泡泡來解說

本研究主要為下列幾點:一、泡泡(Bubble)配方若加入起泡劑、薄膜劑與保濕劑有效延長泡泡壽命。二、透過肥皂泡沫虹彩紋路觀察,有助於了解大氣環流(Atmospheric circulation)。三、泡泡若不受側壁阻擋,會產生紊流(Turbulent flow)造成單氣旋(Cyclon)。四、肥皂泡沫升溫或降溫,可用來解釋北極震盪(Arctic Oscillation)正相位與負相位原因。五、觀察泡泡上的顏色變化,主要是黃、藍是其常出現的顏色,之後變白破裂。

施肥量對玉蜀黍生理反應之研究

怕物的生長,需些吸收許多的營養物,始能生長良好,通常植物所需的營養物有氣、磷、鉀、鈣、鐵、硫、矽、硼等等,一般不致缺乏,但以氮、磷、鉀在土壤中的存量較少,而且又為植物最需要,吸收量較多的營養物,此一營養物,通常稱為肥料三要素。本研究工作,將以每年大宗進口的主要雜糧之一一一玉蜀黍作為研究材料,以供農業栽培上的參考。玉蜀黍在生育期間為需肥搬較多農作物,本省各地因土壤肥瘠不同,若以目前傳統的標準施肥量盲目的施用,易使植物所需的某種肥料反而缺乏,導致植物生長發育不良,產量因而減低;或因施肥過量,植物不但不能完全吸收,反而阻礙植物生長,並使土壤中的肥料易於滲透和流失,實在很不經濟。因此,我們設計不同的施肥量來栽培玉蜀黍做實驗,並用各種方怯來測定玉蜀黍植株的生理反應情形,以決定肥料施用量,從而減少肥料的浪費,發揮最大的肥效,促進生產,降低農業栽培上的成本 · 以擭得更多的收益。

球有情、風無意,煙消雲不散---觀察風通過物體表面的行徑路線

本研究是探討風遇到表面粗糙度有差異的球體時,行徑路線的變化並分析分離點的位置。 我們經過線香、蚊香、水霧,最後是以加熱低密度的白蠟油來產生煙霧,並利用電腦風扇、吸管及海綿,製作一個富有整流功能的小型風洞。配合雷射光(加上柱狀玻璃管)來觀察油煙遇到圓形(或球形)表面時的行進路徑。 實驗過程所拍攝的影片經截取、切割後,以軟體「Photoimpact 11」標示出分離點,並量出分離角度。經過許多研究後,我們發現:流體通過物體表面時有分離的現象,當風速越快及表面粗糙,流體愈早分離接觸面,分離角度越小。

三維空間的數獨~魔術方塊數獨

一年級時研究平面數獨,對於數字變化規則深深著迷,今年本想對平面變形數獨深入研究,但指導老師提起「立體」的提議時,使我躍躍欲試對立體數獨做挑戰。剛開始我只想到立體表面數獨,但後來發現三維與六面的共原則討論下,配合一元二次方程式的解應證到表面數獨只存在於4×4的立方體,若立體數獨就此停住,很快會失去人們對立體數獨的興趣,因此轉而研究需要透視力的立體數獨,這是目前國內都沒人研究、只有國外正在進行研究的的狄翁數獨。三維空間的狄翁數獨,每次思考一個數字要從三個面向去思考,並且要搭配九宮格去做思考與牽制,我們從2×2練習,再進階到3×3,配合EXCEL程式跑數據,漸漸地整理出立體數獨規則並設計電腦程式,以下便是我的研究報告。

我看到了「都卜勒」效應

我每次聽到汽車、摩托車的聲音,迎面疾駛而來時,聲音高亢驚人。走過之後,卻突然間變得非常低沉,我覺得非常奇怪,就將這種情形向老師請教,老師聽了,說:「這種現象叫"都卜勒"效應。」又說了一些有關頻率改變的道理。可是我總覺得似懂非懂的,既然聲波和水波的性質相近,那麼就談試用水波代替聲波來觀察了解"都卜勒"效應吧!因為聲波、水波等,都是一種波動,水波容易觀測,所以我們用水波和觀察者的運動來了解另一個"都卜勒"效應。

「漩」曲線–雙漩渦的疊加現象

將轉盤置入一個自由漩渦,將轉盤朝自由漩渦反向旋轉,特定轉速下,轉盤會形成一個自由漩渦,這個狀態稱為「雙漩渦」。本實驗除了進行雙漩渦實驗,觀察雙漩渦狀態外,還做了滴紅墨水,觀察物體切線速率的實驗、漩渦分離的實驗。分別觀察ω、L、Hl、H、ωb對實驗的影響。 ω增加時,∆Hs、∆t變小, V變大。L增加時,∆Hs變大,V變小,∆t下降後上升。Hl增加時,∆Hs、V變小,∆t下降後又上升。H增加時,V變小,∆t變大。 ωb增加時,∆Hs、∆t變小,V變大。而且我發現漩渦分離是因為漩渦中和把漩渦崩潰抬升所造成的現象。

軟硬兼「溼」

所謂麻雀雖小,五臟俱全,我今天總算在「粉筆」身上見識到了。本研究是探討浸泡不同種類的溶液或不同溶質的水溶液粉筆來測量其硬度的變化,像是粉筆浸泡在水中時,粉筆會漸漸變軟;浸泡在甘油中,則粉筆會變硬。我們也嘗試利用日常生活常見的水溶液來對粉筆進行測試,發現只要是水溶液都會使粉筆變軟。也發現所有實驗中使用的用油皆會使粉筆變硬,但橄欖油卻會因為浸泡時間越長而使粉筆越變越軟。除此之外,我們還利用浸泡在不同種類溶液與不同溶質水溶液的粉筆,進行書寫的程度及消耗量的多寡比較,發現浸泡過鹽水的粉筆書寫效果較佳,但容易剝落,不易保存。

海洋濕地的倒立舞者~仙后水母對環境之耐受性與趨性探討

特有的水母湖水母消長變化引發我們展開對仙后水母(倒立水母)的研究。本研究對海洋濕地公園水質與水母分佈做調查,並以實驗探討水母對環境因子的耐受性與趨性,結果發現: 仙后水母大多呈現倒立,但會藉傘體收縮游動選擇適合生活的區域;水母分佈受光、水深、含氮鹽、溶氧量等因素影響,對鹽度耐受範圍20ppt~50ppt,對溫度耐受範圍15~35℃,縱切二半可各自再生成個體,橫切後的傘體可和共生的蟲黃藻一起再生成新個體但口腕部則無法再生傘體。黑暗中水母會釋放刺絲胞捕食,長期營養不良的水母會自體分解變小、收縮變慢。中大型水母對光和水深有明顯趨性,傘體收縮率在光照、餵食、淺水區時較快。最後將水母的特性對照濕地環境分析提出仙后水母棲地營造之建議。

工廠聚塵器之探討研究

伊朗局勢不穩,使世界能源危機再度昇高,如何探勘新能源,以及如何利用舊品廢物,成為舉世各國注目的焦點”工廠煙囪中,嘖出的黑煙,大量污染空氣,對人類及其它生物為害甚烈。其實這些黑煙,卻是貴重的化學品,包括鉀、鋅、砷、硒、硫等元素的化合物及碳黑等。工廠方面,任它們噴掉,真是可惜。只要用方法把它們收回,那麼不僅可免除空氣受到污染,危害我們身體,而且可給予工廠增加一筆可觀的收入,轉用於其他生產。

三角形 N 倍投射的圓錐曲線探討

在一本課外讀物中有一道題目談到:在直角三角形中,若將一邊四等分,沿著等分點,作一倍、二倍、三倍、四倍的投射,則四投射點在同一拋物線上,如圖。我對此種投射法感到非常有趣,於是開始了相關的研究。