全國中小學科展

國中組

姆佩巴效應

在「蟋蟀先生,今天氣溫幾度?」一書上,意外看到一篇「打個賭,熱水會先結冰」,這與我們一般的常識和所學的知識有所不同,引起我們的好奇和疑惑?再怎麼說冷水溫度比較低,理應先結冰,怎麼會是熱水先結冰呢?因此,我們上網去搜尋相關資料,雖有許多文獻肯定表示「熱水會先結冰」,但是也有部分見解持否定看法,從文獻探討中發現姆佩巴效應是在製造冰淇淋時發現的現象,因此我們抱持著盡信書不如無書,唯有透過實驗才能得到真相的態度,開始本項實驗。

化學反應速率實驗的研究

國中理化第 18 章,探討影響化學反應速率的因素。實驗中,我們以肉眼觀察反應快慢的程度。而我們也學過,以感官所測得的結果是不準確的。因此,有關化學反應的速率,希望能以簡單的實驗裝置給予量的測定,期盼能從具體的數據了解反應的快慢,進而探討影響化學反應速率的因素。

冰漩渦

由我們的實驗及研究發現,水結冰時的放熱方式是漩渦式的流動,且其強度和溫度有關。我們以染色水結冰,透過染色物的集中方式發現此結論。因容器中各部分水結冰的時間不同,當色素粒子結冰後即難以再流動,而尚未結冰的色素粒子則繼續流動,可捕捉到水結冰時水流的影像。而不同的受冷方式,可輕易控制某些非水分子的集中位置,甚至可造出令人驚嘆的美麗形狀。另外將有色冰柱解剖,竟發現正中心顏色較淺,好像颱風眼喔!粒沙見世界,也許颱風的形成、或大如銀河系的形成也和受冷放熱的漩渦式流動有關呢!

滄海桑田一瞬間

自從我們戶外教學結束以後,對那藏在土裡有著神秘氣息的化石深深著迷,一回到學校便展開一連串深入化石的調查,為了更深層的了解化石,我們便決定到化石保存較多的苗栗白沙屯挖採,一路由海邊爬到山上,並且五十公尺設置一點,紀錄他的高度、方位、角度,順便帶了挖掘器具將化石挖掘出來,並從化石圖鑑找出它們的名稱。接著在藉著水道模擬,推算出當時的流速,可以判斷當時的水流緩慢,沉積顆粒較小,加上沒有大海浪的侵蝕,所以化石保存完整。最後藉由FLASH動畫製作,將整個海岸的變遷,完整的呈現出來。

螢螢眾生天然物中螢光物質的探討

本實驗利用加熱溶液萃取溶質中的螢光物質,與空白實驗相比較,由實驗結果得知,葉菜類螢光物質含量最多而明顯,加熱時間以二十分鐘為佳,沙拉油為最佳螢光物質萃取溶劑,所萃取之螢光物質顯現時間持久,且可當作酸鹼指示劑。

膠體中的化學實驗─擴散速率及環狀擴散現象之探討

在理化第一冊實驗中,我們曾學習了物質在水及空氣中的擴散,若物質在狀態不同的膠體中,則其擴散又如何?另外課本僅憑目測來比較擴散的快慢,因此我們想以較精確、簡單的方法來測量在膠體中的擴散速率。 而在實驗過程中,我們卻發現碘化鉛及碘化銀有很漂亮的環狀擴散現象,因此我們想進一步的來探討這個漂亮的環狀擴散時如何形成的。

擺動自由落體─簡易的重力加速度值測量法

在國二理化課程裡,我們學到了重力加速度與其計算上的應用,但一直僅限於理論值的代入,所以,我們就想到是否能夠設計一個簡單實驗裝置,用簡單的實驗來測知本地的重力加速度量值。因此,我們就設計了以下的實驗。

〝紫〞看〝外〞在美-紋白蝶性標成因之研究

本研究的主題是探討日本紋白蝶(以下簡稱紋白蝶)間如何分辨雌雄。經實驗發現並驗證雄蝶在近距離時是利用視覺來尋找雌蝶,而不是利用一般所熟知的費洛蒙(嗅覺)1.。還發現雄蝶翅膀對於紫外線有吸收能力,雌蝶翅膀對於紫外線則是有反射現象的明顯差異,因此造成雌雄外觀上有強烈的視覺對比。更進一步用掃描式電子顯微鏡(SEM)發現形成紋白蝶雌雄對比的原因是翅膀鱗片上的奈米級顆粒多寡所造成的。最後驗證了雄蝶翅膀對於紫外線有吸收能力就是由鱗片上的奈米顆粒所造成的。而且用去除掉奈米級顆粒的雄蝶標本竟然也可以很快的吸引其他雄蝶的靠近,證明了紋白蝶利用「翅膀對紫外線波段的反射與否」來當成性標。

LED「油亮」小球藻

微藻行光合作用,為生長最快速的植物,其養殖具有二氧化碳減量、生產質柴油之功能。為了使微藻的養殖更具有效率,可夜間養殖施以人工光照,而LED因具有省電、使用壽命長等優點,加上部分LED所發射的光波長為植物行合作用之需,因此本實驗探討LED光照利用於微藻養殖的可行性。本實驗主要結果如下:(1)在紅光與白光LED光照下,微藻生長速率比藍光LED光照顯著快速,但與一般的T5燈管光照相近;(2)在紅光LED光照下,小球藻生長速率隨著強度增加而上昇;(3)紅光和藍光LED光照的微藻油脂含量藻油脂含量為17-18%,而T5燈管光照之微藻油脂含量約18~19%。我們的實驗結果顯示,紅光LED可用於微藻的養殖,唯目前LED的生產成本仍高,因此用於微藻養殖的經濟效益仍須評估。

翼的平面幾何形─對飛行的影響

夜晚,一線火光劃破天際戰機急掠而過,突然心生疑問,為什麼戰機和客機翼的外形不大相同呢?所以我們做了以下的探討。