全國中小學科展

國中組

讓巨人馴服地牛

為了實際瞭解不同的建築物基礎設計與處理方式不同,進而探索建築物耐震能力與隔震效果的差異性為何? 我們利用電磁鐵及電腦桌滑槽等簡易材料先自製了一模擬震動平台及具彈性節點之兩層式桁架。並將電腦連線的數位攝影機裝置於平台上, 以方便於震動實驗中同步觀測攝錄桁架淨變位之震動狀況。我們總共分有三大項的實驗, 分別研究三種的防震系統(橡膠柱防震、彈珠防震及我們所自創的新型防震)每三項實驗又分成兩小項分別研究各個實驗系統的功效與載重的影響實驗後再針對這三大項實驗來判別我們先前的假設是否成立, 並探討我們實驗的成果。

倒車攝影機影像之變形校正

與傳統的鏡頭比較起來,廣角鏡頭可取得較大範圍的影像,所以廣泛地運用在很多地方,例如倒車攝影機、內視鏡、防盜警眼等,但是其影像會有很大的變形失真,容易造成人類眼睛的錯覺與誤判。本篇研究以倒車攝影機為例,使用了多項式函數來校正其影像的變形與失真,從程式實作的校正結果看來,我們的方法之效果還不錯,相信同樣的模式可用來校正其他使用廣角鏡頭的儀器設備之變形影像。

台灣蟾蜍之生態及種間變異的研究

去年,我研究蟾蜍,得到不少新鮮的知識,也認識了蟾蜍的種類。不久前,我在植物園發現一種蟾蜍,外型及習性與台灣盛產的黑眶蟾蜍相比有相當的差異,查遍了有關文獻都找不到確切的描述,懷疑可能是個體上發生變異造成的,本研究即利用其生態、型態的變異,來探討其種間變化特例。

搶救地球大作戰-生質能源的比較

本研究主要探討乙醇(Ethanol)、蓖麻籽油、廢油、沙拉油製成的生質能源(biomassenergy),在實驗室利用剩餘米飯製酒並蒸餾產生乙醇,再用鹼製程的轉酯化反應提煉蓖麻籽油、廢油、沙拉油,實驗內容分為四部分部份:第一部分利用製酒機與蒸餾方式製造高純度乙醇並計算其失重率;第二部分以蓖麻籽油、廢油、沙拉油,經鹼製程提煉生質能源,並測試產品的酸價值,再計算轉酯化效率,找出甲醇與催化劑(NaOH)最佳的添加量及最佳的反應溫度與時間;第三部分計算成品的燃燒比、耗油量與PAHs含量;第四部分計算其皂化價,並研究其最佳皂化成分,並探討成品的經濟效益。

泡泡面面觀

影響泡膜強度因素:1清潔劑濃度 2添加物極性 3 添加物H+濃度 4添加物分子結構 5 添加物礦物質濃度 6溶液、環境溫度 7 泡泡大小 8 泡膜厚度。 泡泡越大,泡泡內壓越小,泡膜膜壓越小。 相同大小兩泡泡相連,半徑不變,總寬度縮小為0.8倍。體積縮小,壓力增加, 大小不同兩泡泡相連時,小泡泡半徑變大,交界面凸向大泡泡,小泡泡內壓大於大泡泡。大泡泡再吹大,小泡泡半徑也變大,交界面半徑變小。小泡泡的半徑為R1、大泡泡的半徑為R2、交界面半徑R,其關係式接近(1/R)=(1/R1)-(1/R2)。 兩相同大小的泡泡合併時,泡泡越大、礦物質濃度高,合併機率高。 泡膜虹彩顏色越鮮豔,膜強度越強,膜越厚,泡泡不易破。

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。

虛實不定的像

在整個研究中主要是利用自製儀器來完成實驗,並運用光在三稜鏡中的折射情形,來推論凸(凹)透鏡的聚光情形。在研究一中,利用回收的環保材料重新改良理化課本中凸透鏡成像實驗。使學習者清楚瞭解實像的觀念,即使外界光源較強時均可清晰成像。並利用國中數學相似三角形的概念,推導出 1/p+1/q=1/f 之成像公式。接著運用研究一的儀器加上多次改良的自製凸透鏡,並改變透鏡內水量的多寡,藉以改變凸透鏡的凸出程度,結果發現焦距愈小時像距愈小。實驗過程中對於漏水及薄膜材質的處理使我們得到很大的成就感。最後研究三的構想源自在進行理化第六章水壓觀測器時,無意間所看到的正立放大的像。我們改變凹透鏡內外的介質,進行水中中空凹透鏡能成實像的實驗。在儀器改良上我們運用注射筒抽氣,並利用滑輪設計出在水中能平穩且緩慢移動的紙屏,尋找成像位置。

變相漲價?

六十六年十二月二十六日有一份報紙刊出了一篇專訪,論及自來水廠隔月抄表計費是否變相漲價的問題,而且舉出了兩個對住戶及水廠各有利弊的例子。計算水費電費在國一時便已學過,我們就想研究看看,到底在何種情況下對住戶有利,是否有公式可以立刻算出隔月抄表計費與按月抄表計費之差額。

會呼吸的瓶子—自製自動澆水器

本研究希望自製自動澆水器,解決市面上一些自動澆水器的不足,所使用的材料,也希望盡量合乎環保、隨手可得或是自製,所以我們採用回收再利用的寶特瓶並以3D列印製作其內部構造,最後設計出能因壓力變化而自動澆水之器具,透過實驗此澆水器確實可以保持毛巾或盆栽土壤濕度。

盲目的綠精靈--紅后負蝗的視覺感官之研究

從小時候就一直養昆蟲的我,在一次閱讀有關昆蟲的學術書籍時,得知負蝗對視覺的依賴的現象,以及民俗遊戲——釣蝗。便想利用紅后負蝗(Atractomorpha sinensis)來研究負蝗的視覺感官。我模擬雌負蝗的外型製作了各種不同的誘餌,並測試最容易吸引到雄負蝗的條件,發現雄負蝗最偏愛的是藍色、33 公釐、具有觸角、擺在右前方、距離 5公分的誘餌。再利用雄負蝗最偏愛的誘餌觀察讓雄負蝗選擇誘餌或雌負蝗,也在野地實際釣蝗。若將負蝗遮住眼睛或剪掉觸角,面對正常的負蝗時,也發現會有一定程度的感官依賴。這些紅后負蝗雖然動作敏捷而快速,但依然會為愛情而受騙上鉤,果真是盲目的綠精靈。