全國中小學科展

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國中組

談連環葉話水芙蓉

去年綠化校園,小水池內一片綠意盎然吸引了我們。多年前,父親和我到建國花市,早見過它的蘆山真面目,並帶回家培養,原來它就是水芙蓉啊!好奇心帶領我們踏上這趟科學之旅。

金門地區紅樹林的研究與觀察

在生物下冊曾提到紅樹林,常生長在淡鹹海水交界的河口或沼澤區中,它能護岸防潮,改良鹽分土質,也影響著附近的生態環境。而浯江溪口就有紅樹林的生長,其中以海茄苳為主和一部分水筆仔。對這些國寶級植物,感到很大的興趣,並存著不少的疑問;但各種書籍對其常略提而過,於是我們幾個朋友便想:何不靠自己來尋找答案?更想找出暈適合它生長的環境,進一步來保濩它,避免因人為的污染,縮小了紅樹林的生存領域。

捕風捉雨─由颱風位置作定量降水預估

我們從中央氣象局『颱風資料庫』中蒐集各類颱風的資料,統計近 21 年來 77 個侵襲台灣附近的颱風逐時雨量,選取臺灣人口集中的平地測站,分別是台北(P)、台中(C)、高雄(K)、花蓮(H)及山地的阿里山站(Y),用 Excel 計算五個測站的定量降水預估值,找出各地的降雨特性,更進一步的瞭解侵台颱風的定量降雨,畫出五個測站的豪雨警戒區(參考圖三 a~f 及表一到表五),作為實際氣象預報應用及防洪預警之參考,期望降低颱風災害程度,以期達到防洪勝於治洪之效。

喙生會食—探討無患子椿象喙的差異對食物選擇的影響

無患子椿象是指以無患子科植物種子為食物的椿象,在台灣常見的無患子科植物有台灣欒樹與倒地鈴,調查發現台灣欒樹和紅姬緣椿象(大紅)、倒地鈴和小紅姬緣椿象(小紅)的分佈是有相關性的。進一步實驗顯示小紅和大紅會優先選擇無果莢的無患子科植物,但對於選擇種子的種類則差異不大。喙的平均長度雌蟲大於雄蟲,因為長翅雌蟲具有產卵與遷徙能力,調查其喙長與體長,發現吸食台灣欒樹種子的椿象喙長較短、體長較長。台灣欒樹中的小紅喙長的標準差最大(0.46),顯示此區椿象的喙長差異大,有演化的力量在作用。

誰偷了狗食?以創新腳紋拓印法發現白頭翁(Pycnonotus sinensis)覓食狗食新族群

白頭翁(Pycnonotus sinensis)是台灣中低海拔常見的親人種留鳥,近年來科學家對白頭翁的研究集中在捕食、育幼、築巢以及與烏頭翁雜交情形之研究,對於白頭翁在城市生態系中適應的情形,並未著墨太多。本研究主要發展創新隻腳紋拓印法用以區別取食狗食之白頭翁個體,取代已知必須捕捉繫放的「捕捉套環法」以及「標記飛羽法」,並發現已發展固定行為模式的取食狗食之特定白頭翁族群。研究結果顯示,狗食大小與形狀會影響特定白頭翁族群之覓食偏好,該族群覓食狗食行為與時間地點、狗食密度、人為干擾度、溫度、降雨和季節皆無明顯之相關,根據糞便分析對照組(非覓食狗食族群)與實驗組(覓食狗食族群)有顯著差異。統整以上研究,樣區內白頭翁族群已走向人為干擾嚴重後選擇不同適應行為的分歧之路。

從人工受精看牡蠣生長及增殖

牡蠣又叫「蠔」或「蚵」。牡蠣柔軟,沒有煩人的骨或刺,吃起來很方便。「蚵仔煎」、「鑑邊挫」、「蚵仔麵線」的出名,莫不以牡蠣為主要號召,到底蚵又是怎樣生長來的呢?這問題一直縈繞我們腦海,為解決這問題,我們幾位志同道合的同學翻書找資料,在老師的協助下,作實驗以瞭解其生命起源,到海邊以瞭解其生長及繁殖。現在我們已窺知其中一二了。

嘆為觀紙~常見紙類的承載重量分析

紙是日常生活中常見的物品,舉凡報章雜誌或日曆等的材質都是紙,但一張紙能承載的\r 重量有多大,幾乎沒有人可以講出很明確的答案,我們就以這樣的概念和想法,來設計四大\r 類的實驗:(1)紙張重量測試;(2)紙張載重測試;(3)沾濕烘乾後之紙張載重測試;(4)紙張載\r 重後之擺動強度測試。想從中了解不同紙材承載重量是否會有明顯差異,最後發現到牛皮塑\r 膠紙袋的承載能力最強,而手把洞口愈小或離紙張邊緣愈遠的,其承載能力會有明顯增加;\r 另沾濕烘乾後之紙張載重測試,除亮面海報紙承載重量略降外,其它印刷宣傳單、大賣場DM\r 目錄紙和報紙都略為提升。雖然結果發現,環保紙袋的可行性及實用性並不高,但從這樣的\r 實驗中,我們體驗到紙的承載能力,並沒有想像中那麼脆弱。

水作成的旋轉反射鏡

攪拌水時可以發現液面中心會下凹成一曲面,我們用雷射筆射在液面上發現會反射聚焦成一點,看起來就好像是由水作成的反射鏡一樣,我們想研究看看,轉動速度的快慢,對旋轉之後結量出焦點(84年全國科展物理科第一名作品;這是在靜態中測量,對於旋團時動態的焦點則無法得知。利用凹面鏡可反射光線聚焦,應用在日常生活中極廣,但是若讓鏡面旋轉時焦距如何?\r 我們試著來研究轉動中的液體,其聚焦情形與轉速的關係,利用雷射光的直線性及單束光較容易觀察與測量的性質,設計裝置來研究液體旋轉時的焦點位置及其影響機制。期能對旋轉液體的光學性質更進一步了解。

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。

電池漆與電池紙

我們嘗試用乾電池裡的材料來製作方便攜帶又環保的電池漆與電池紙,先嘗試測量各物質的電阻以及其適合的溶劑,最後決定碳+松香水,電解質+水,鋅+膠水。用宣紙當鹽橋,觀察電壓、電流,雖然在A部分電流是測不太到的,但在B部分中加強了接觸面積後,電流也有明顯的提升我們嘗試用2B筆塗的碳紙當碳極,來接出正極二氧化錳所產生的電,並用氯化銨水溶液滴入濾紙來取代宣紙作為鹽橋,負極則用鋅片來代替電阻大的鋅粉,製成了新的電池紙,在碳紙部分也嘗試用了各種不同種類的碳紙來做比較,發現在2B 4B 6B筆塗碳紙中2B碳紙電壓最高,目前電流及電壓值在應用方面可以驅動小型電池錶以及小型電子車,未來將嘗試更多日常生活電子用品上。