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國中組

木瓜假種皮液汁之研究

家母播種木瓜時,都將木瓜種子用手指揉碎種子外面的假種皮,雖多次問其原因,但回答只是「如此才會發芽」,因此與幾位同學作實驗。結果,揉碎肉質假種皮的種子較快發芽,且發芽率較高。由這個事實,使我們想起研究以下各種問題:(一) 是否假種皮汁液對植物種子有抑制發芽的功效?(二)對於水稻是否也有抑制發芽的效果?如有,雨季收割的稻子是否可利用假種皮液汁抑制其發芽?(三)假種皮液汁使用多少才能達到上述目的?

神祕的拉扯──漩渦與漩渦現象的探討

高雄的旗津海域每年都傳出溺水意外,自80年至96年6月在旗津海域發生意外溺斃死亡的就有92人。大家都說旗津有很多的漩渦暗流。因此,我們決定將小學六年級所研究漩渦的結構,再加深推廣,尤其是針對漩渦及反漩渦水流彼此「拉扯」的現象,及拉扯時對物體的影響,做更深入的了解。我們模擬海水水面的運動及水底的運動,配合地形做更深入的探討。實驗中看到物體被漩渦及反漩渦拉扯,我們十分吃驚,難怪小時候聽過水鬼抓人的傳說,原來是被漩渦和反漩渦「鎖」住了。

攔截聲音─聲速測量、短距離隔音、長距離收音實驗

我們在九十一年十一月開始準備做科學實驗,利用 學校的筆記型電腦和麥克風開始做聲音錄音測試實驗,使用的軟體是在家庭錄音室網站(網址:http://club.ntu.edu.tw/~NTUMCS/studio.htm)下載的 Gold Wave 軟體,發覺這是一個可以試試看的聲音實驗。於是我們在 九十一年十一月測試,十二月初開始做實驗,並於九十二年四月底完成實驗,整個實驗歷時約半年,做實驗時間是利用禮拜六的早上。利用九十一年五月,這一個月整理數據,寫研究報告。第一個實驗是利用一支高感度麥克風(離原點 90~40 為公尺),和一支小麥克風(置於原點)來接收同一槍聲,我們利用兩支麥克風的距離除於電腦錄音程式上兩支麥克風槍聲的時間間隔,即為聲速。接下來,我們做短距離聲音的隔音實驗,將警報器置於紙箱同一位置並固定,紙箱包覆不同的材質,改變包覆材質的層數,並改變紙箱距小麥克風距離(小麥克風處為原點,接上電腦),比較隔音效果,並探討不同箱子大小,是否影響聲音振幅。第三個實驗是利用較長距離的收音(約 40 公尺),利用一把雨傘,將大麥克風綁在雨傘的中央收音,改變雨傘張開角度,看是否影響聲音振幅大小,另外我們也做了一個類似雨傘模型,貼上珍珠板,測試是否影響聲音振幅大小。

黑與白的邂逅--探討黑條紋與白條紋升溫降溫的變化

斑馬的黑白條紋被認為可能會降低溫度,由實驗發現,黑白條紋組的上升速度較黑組與白組慢,白組又比黑組慢,接著測量表面溫度,黑白條紋組外部的白條上升速度比黑條快,內部黑條比白條上升速度快。溫度上升時,大瓶升溫的速度較小瓶快;下降時,大瓶與小瓶的降溫速度無顯著差異。改變黑白條紋的方向、粗細,不會影響上升與下降的溫度變化。另外將白條紋換成銀色,升溫時,銀組速度最慢,銀黑組次之,黑白組最快,降溫時亦相同。最後,觀察煙的對流實驗發現黑白條紋組表面空氣具有對流的存在,並推測造成黑白條紋組升溫較緩慢有四種對流可能性。

氣孔的大小及分布之研究

在學習葉的構造時,課文中說:「一平方公分的葉面約有一萬個氣孔」,使我們想起實驗 3-l「動植物細胞的比較」,老師曾教我們製作玻片標本,觀察洋蔥及鴨跖草的表皮細胞,我們看到的洋蔥表皮細胞,是長方形的,排列非常整齊,但並沒有看到氣孔,鴨跖草的表皮細胞就比較胖而短,而且看到好清楚的氣孔可是「真有那麼多嗎?」「那麼多要怎麼數呢?」「洋蔥的表皮怎麼沒有氣孔?」於是同學們便在校園採集了許多植物的葉片到實驗室,想看個究竟,但是都不容易剝下表皮,所以我們請教老帥,開始研究如何觀察氣孔?並測定氣孔的大小及其分佈的情形。

載流導線在磁場中的受力與牛頓第三運動定律

在二年級理化課,當老師在介紹力時,曾經提到當一個作用力存在時,一定要存在一個受力體,也就是不可以有一物體施了力,但卻沒有物體受力。另外老師也提到,當甲對乙有作用力時,乙同時也會對甲施一作用力,此力可稱為甲對乙作用力的反作用力。而且這兩力的大小會相等,作用方向相反,但在同一直線上。老師說:這稱為牛頓第三運動定律。但在三年級理化課時,當老師介紹到將載流導線置於磁場中,若導線的電流方向與磁場方向不平行,則導線會受到一與磁場方向垂直之作用力。其方向可由右手開掌定判斷。因此我們對這定律有了一些疑問。我們的疑問在:磁場並非一具體物質或物體,磁場的存在只對磁性物質與載流導線有作用。如此,當一載流導線在磁場中受力時,是否也會產生一反作用力?如果是,它是施力於何物呢?是磁場所存在的空間嗎?不可能,因為空間不是物質,不能受力。還是施力於產生磁場的物體呢?反作用力的作用是否仍像一般反作用力的產生一樣,直接由受力體對施力體作用?力量的大小又是如何的呢?牛頓第三運動定律是否仍適用於電流與磁場的交互作用力呢?

聲波對植物光合作用的效應

曾經在報章雜誌得知有些農場曾以音樂增加牛、羊等牲畜的產乳量;我們知道聲音對有聽覺的動物有影響,但是聲音對於無聽覺的植物也有影響嗎?是刺激他生長呢?還是抑制他生長,或是一點影響也沒有呢?為了想求得問題的答案,我們找了一些有興趣的同學一起研討,在老師的指導下進行以下實驗。

釀造葡萄酒之探討

在對假酒的好奇心驅使之下,我們選擇了鮮美多汁的葡萄來釀酒並且探討影響釀造葡萄酒速率及酒質的因素。在符合經濟效益的原則之下,我們找到了較適合釀造葡萄酒的砂糖與葡萄質量比約為1:4,若葡萄較酸澀可以提高比例到1:3。而在研究過程中,我們發現了影響釀造葡萄酒速率及酒質的因素有以下幾點: 1. 糖度:糖度愈低的葡萄溶液對於酵母菌增殖發酵愈有利。但糖度過低,釀造酒的酒精濃度偏低且易受雜菌污染而影響酒的品質;若糖度過高會抑制酵母菌活動,致使產酒率降低。 2. 溫度:若釀造環境的溫度太低,葡萄幾乎不發酵,所以釀酒需考量酵母菌適合生長的溫度。 3. 壓力:在釀造過程中,如果保持抽出瓶中的氣體,不但可以縮短釀酒的時間,還可以提高糖度的利用,酒精濃度也會略為提高一點。 4. 接觸面積:用果汁機將砂糖與葡萄充分打碎混合,增加了酵母菌與葡萄接觸的面積,可以縮短釀造的時間,其酒的色澤會較深,但口感較澀。 5. 加更多酵母菌:在釀造過程中,試著加更多的葡萄皮或添加釀造米酒用的酵母菌,我們發現了酵母菌的多寡會影響釀造的時間及品質,尤其是添加其他種類的酵母菌,會產生難聞的氣味,破壞了葡萄酒的風味。 6. 密封與否:在釀造的過程中,若未密封易受雜菌污染而影響酒的品質。 就經濟觀點而言,我們可以利用不同的方法縮短發酵時間,增加作業效率。調整適當的糖度、溫度、壓力、接觸面積及添加酵母菌,都會讓發酵速率變快,如此可以減少被雜菌污染的機會,具競爭優勢,但風味考量也是重要的,故理想的釀酒過程應同時考量發酵速率,風味,產酒率等條件。 在慎選原料,掌握正確的釀造條件前提之下,釀製水果酒的方法簡易又安全,不會有喝到假酒的風險,又可以享受DIY的樂趣,建議大家不妨試試釀造適合自己口感的葡萄酒!

時勢「鎖」迫—圓葉鴨跖草的閉鎖花

圓葉鴨跖草植株有三種枝條,著生不同的花:直立莖的開放花、匍匐莖和地下莖的藍色、白色閉鎖花。開放花有雄性及兩性花,雌雄蕊位置分離,有利異花授粉;先開地上閉鎖花,最後開地下閉鎖花,花比較小,花粉可孕比例低,影響種子數目,但種子較大,尤以地下閉鎖果為最且萌發率最高,是以質取代量的生存策略;故推測其具有資源分配(resource allocation)的能力,植株小時以地上閉鎖花快速繁衍;產生開放花,以增加基因歧異度;最後有充足的能量產生地下閉鎖果,加上原本母株的合適環境,可確保子代的繁衍。溼度高、植株遭破壞、黑暗有助於閉鎖花的產生,土壤密度高、生長空間小則不利,推測植株能因應環境,調整不同花朵之間的比例,利用吸收的養分有效率地繁衍後代。

酵素與濃度溫度之反應探討

有一天放學回家,媽媽拿了一個饅頭給我,這時正值電視的好節目,所以我一面觀賞電視一面細嚼著饅頭。咦!怎麼饅頭竟然比往常所吃的甜呀?於是使我想起一年級上生物課時,曾學過酵素與消化作用的關係,原來饅頭內的澱粉被唾液分解為醣的綠故呀!如今已是二年級了,上化學課時,便請教老師這個問題,於是老師解釋澱粉分解是酵素的作用,並簡單說明化學反應中酵素與濃度、溫度的關係,因此更引起我們對它的興趣而欲加以探討之。