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國中組

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。

聽酒杯在唱歌-濃度與聲音頻率關係之探討

用沾溼的手指摩擦杯子的邊緣會產生聲音,而且聲音的頻率會隨著杯子的不同,以及杯內所裝入液體的質量及濃度的不同而產生變化。 本實驗是藉由摩擦裝有溶液的杯子產生聲音並探討何種杯子比較適合本實驗之用,以及摩擦所產生聲音的頻率和杯中所裝溶液濃度之間的關係,再用得到的結果來預測和測量溶液的濃度及溶解度的大小。

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。

綠牡蠣事件— 重金屬離子的減廢與回收

將實驗室現有的器材及日常生活中可回收利用的材料,自製折射儀及光衰減吸收儀來「定量銅離子的濃度」。自製兩極分流電解槽讓「硫酸銅增濃再回收利用」。改進現有實驗內容,設計掌上型鋅銅電池及小型電解電鍍裝置,能「節省大量的藥品」及「接近零廢液污染」,符合『節約又環保』的目的。

「茭」糖釀的酒-探討以茭白筍殼製作生質酒精的可行性

茭白筍種植為埔里重要產業,剝除下的筍殼常被棄置路旁造成汙染。本實驗以茭白筍殼為材料,探討其組成,發現因水分含量達85%,無法像稻草燃燒才被棄置路旁,因含有菰菌無法以細菌分解成醣類,故將乾燥筍殼添加無機酸水解後形成還原糖,並探討經由鹽酸、硫酸在不同濃度下水解情形,結果發現,在鹽酸1M加熱30分靜置一天冷卻後,其水解量可達50%,加熱處理以微波爐加熱提升反應速度,微波爐以小火加熱5分鐘後,再以大火加熱5分,可達到還原糖最佳(29.32%),將處理後的糖類發酵一週後以蒸餾器蒸餾出酒精,初蒸可得3%酒精,經由3次蒸餾可達50%,並將剩餘酸性濾液以廢棄牡蠣殼處理,可達到節省成本、廢物再利用的效果。

黑格連線

黑格攣線是一個用有方向性攣線攣接平面或蒚體棋盤中黑格的動作。以平面棋盤為例,在給定的m× n 黑白格相間的棋盤(其左下角為黑格),由左下角開始以連線將共點黑格連接,若所有黑格都能被連接,則稱(m,n)符合黑格連線條件。本研究主要目的是以推理方法導出當(m, n)符合黑格連線條件時, m,n 之間的關係,研究初期猜測當gcd(m ?1, n ?1) = 1時,數對(m,n)符合黑格連線條件。為達上述目的,研究中需探討棋盤中的黑格總數、連線在棋盤上重複通過的黑格數量及重複通過的次數,以及在如何的情況下可以使連線通過棋盤上所有的黑格,最後驗證研究初期之猜測成立。本研究預期推展到高維度棋盤符合黑格連線的條件。目前發現此推廣面臨高維度中點、線、面、高維度體個數及相互連接的問題,由實例進行黑格連線後,猜測結果與二維、三維相仿(各維度的格數減一之值必須兩兩互質)。另外,還有一個研究推廣的思考方向:mxn棋盤中,將連線視為繩,連線第二次經過黑格時,依序向前一條連線上方、下方通過,最後將黑格相連後,繩拉緊所能產生的繩結數。

養「瓜」千日,用在「液」時-木瓜種子成分檢測與應用研究

本實驗先探討木瓜種子與其假種皮內含液的特性後,再探討木瓜種子在自然界中的生存策略與應用。也模擬種子被鳥獸食用時,經由鳥獸的沙囊和胃去除木瓜種子假種皮及其內含液體的過程,並且模擬種子從高空掉落時之耐撞程度。而種子經由這些過程後在適當環境下,即可以順利發芽。一般在人工種植木瓜種子時,都會先將外層的假種皮與其內含液去除,但是假種皮內含液丟之可惜,因為經由實驗發現內含液雖然對抗黴菌與抗蟲的能力有限,但對於抑制某些植物發芽有一定的效果。稀釋的木瓜假種皮內含液對於一些經濟作物抑制胚根形成初生根的能力不明顯,而對胚芽的生長則有一定的抑制效果。稀釋的木瓜種子內含液在抑制如大花咸豐草的雜草發芽則有顯著的效果。

快速體溫計

這是利用兩種不同的金屬焊接在一起,當電線兩端有溫度差時,線裏就有電流產生,因為兩條電線一條是合金,一是白金,兩條電線因受熱,內部的電子便開始游離,又因游離的電子數不同,所以才有電流產生,兩端溫差意大,所產生的電流也愈大;如有電流產生時,可以用安培計測出,看所測比的電流大小,來決定溫度的高低。

不可思議的軌跡之研究

由於參觀台中自然科學博物館中的砂擺和去年“擺動與振動交替變換”作品榮獲全國優勝的影響,而讓我們對不同情況下物體擺動的軌跡產生極濃厚的興趣,因此我們希望能繼續對它們作更深一層的探討和瞭解作為第二期研究計劃。

三角獨子棋

三角獨子棋是一個有趣的遊戲,其玩法是在一個15格的三角棋盤中,由電腦隨機出題,以跳棋的方式,跳一子取一子,最後棋盤上必須只剩下一子才算過關。我們好奇到底可以出幾個不重複的關卡,也想要找出每關的破解方法,對其展開深入的研究…。透過棋子兌換法及電腦程式運算,找出了此遊戲中不同棋數的所有有解盤面;進一步透過三色定理以及自行發展找解策略:一線法、對稱跳法、棋子集中原則、棋盤切割法、缺子終點對調法等,找出了有限棋盤T(5)至T(8)缺一子位置與其終點位置的關係及其解法。