全國中小學科展

國中組

「蝴蝶的太陽能板」-蝴蝶翅膀受光後的增溫現象之研究

蝴蝶起飛與照光溫度有關嗎?翅膀上的鱗片跟溫度有何關聯?本實驗以9種蝴蝶,來探討翅膀及胸部在照光及停止照光後的溫度改變情形、及其與鱗片排列關係。本研究發現在照光8分鐘內,翅膀平均溫度以紅紋鳳蝶28.2℃最低,淡色小紋青斑蝶、暮眼蝶33.7℃最高;胸部平均溫度以小紫斑蝶28.4 ℃最低,以淡色小紋青斑蝶34.4 ℃最高。在停止照光後5分鐘,翅膀平均溫度以高山粉蝶27.2 ℃最低,淡色小紋青斑蝶32.8 ℃最高;胸部平均溫度以高山粉蝶27.4 ℃最低,以暮眼蝶33.4 ℃最高。依翅膀與胸部溫度曲線交叉時的溫度及鱗片構造歸成三類,發現翅膀鱗片排列緊密度高、鱗片間空隙小,則溫度較高;當胸、翅溫度交叉達一致時,便是可以起飛的溫度,而此溫度與胸、翅平均溫度大致吻合。

活性碳與各類物質反應之探討 ─ 研究其對顏色、氣體、酸鹼吸收之效率

(1)確立活性碳對膠態溶液及真溶液吸收顏色之性質。 (2)探討活性碳吸收酸鹼之效率。 (3)研究活性碳是否能夠有效率的吸收氣體。

薈不薈防曬?—蘆薈應用在防曬乳可行性之研究

本研究主要是探討蘆薈的防曬效果。我們以蘆薈萃取液進行紫外線UVA和UVB照射,量測穿透的紫外線強度並計算相對遮蔽率及SPF值。 實驗結果證實蘆薈葉皮部分有很好的防曬效果,且蘆薈葉皮萃取液厚度愈厚及濃度愈高,皆可提升防曬效果。2~3年無斑點蘆薈老葉的防曬效果也比有斑點蘆薈嫩葉好;上表皮液的防曬效果優於下表皮液,因為長期照射UVB可增加蒽醌類物質的含量(王紅星等,2010年驗證此結果);與蘆薈同樣含蒽醌類物質的決明子也有防曬效果。我們將蘆薈萃取液以冷凍乾燥法製成乾品進行薄層防曬係數量測,經日曬後第1小時防曬效果降低,之後便趨於定值。 最後,我們以蘆薈老葉上表皮萃取液添加5%TiO2防曬效果優於添加5%ZnO,且與市售標示SPF50+的防曬乳相當接近。

國中化學實驗的研究與改進

本校為基隆市科學研習中心學校之一,參加科學研習時,凡是課木沒有明確說明的部分,或實驗結果不明確,誤差太大的,我們就在老師的指導下,進行研究並加以改進。

植物之記憶和磁場的關係

候鳥與蜜蜂會利用地球磁場來辨識方向,因此我們不免要問:磁場除了幫助動物外,是否也能帶給植物任何好處呢?鑑於植物生長的首要條件是水,因此我們大膽猜想:磁場是否能幫助根記憶水源的精確方位?於是我們進行探索,首先我們發現磁場會造成綠豆芽的根轉向磁指北極,且磁場會使植物的根生長速率加快;再者,我們也利用含羞草驗證長久以來人們的疑問,確認植物有記憶的功能。更透過綠豆芽的實驗,了解到對植物的根可能的向性排序是:水的向性>重力的向性>磁的向性。最後我們證實綠豆芽的根在磁場的幫助下確實可能記憶水源的精確方位。妥善運用我們的實驗結果,應該可以進一步利用植物的本能,讓植物可以在人類未來的外星基地順利生長。

從一個投射出的拋物線圖形談起

從直角△斜邊上的各等分點,對直角頂依序做1倍、2倍…等的長度投射,得一連串投射點,觀察投射點形成的軌跡,文中發現若投射倍率成等差時,投射出的各點軌跡必成拋物線,且發現投射倍率組合做縮放平移時,能保持投射圖形為拋物線。接著將相等的四段改成不一定相等的四段(N=4),使投射組合的長度L≥4,從L=4到L=16做個全面性的觀察,得到的不只拋物線,還有很多不同圖形如雙曲線、橢圓、平行線、交叉直線和一點一線等,但沒發現圓,作者利用代數計算投射和幾何作圖投射畫出圓形。並利用找圓的概念,將N>4時的分段組合和投射倍率組合在指定的△中呈現出來。最後藉著改變投射倍率組合成級數狀,竟能將本文中涉及的所有投射圖形(N≥4)都轉成拋物線。

地底下也有春、夏、秋、冬嗎?

我們在國小自然課已經學過溫度有夏熱冬冷的年變化和中午較熱的日變化,但是地底下的溫度是否也有年變化和日變化呢?於是展開了這次的長期實驗。

迷霧森林-銅樹銀枝的微觀探討及初步碎形分析

本研究以生物學研究器材(立體顯微鏡)一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界;又以數學分析(碎形理論)計算金屬樹維度;再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。銀樹在不同介質(濾紙、洋菜凍)的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類,碎形維度1.77±0.17;銀樹似枯枝狀,維度1.65±0.04。顯微鏡下,紅褐色銅樹如珊瑚,銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀,則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式(平放、斜插、直插)而有差異。本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算,誤差很小,值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。

機翼、風阻之研究

我們看到飛機的飛行 · 玩模型飛機者的著迷,便引起我們探討的興趣 · 我們看了有關機翼的書刊,但從書本上所獲得的並不令我們滿意於是引近我們研究的動機。

同時平分三角形、四邊形的周長與面積之研究

平分多邊形的的面積是常見的研究題材,要平分周長也容易,但要同時平分兩者,就須思考與探討了。本件作品的研究方向以計算證明著手,分別列出平分面積、周長的方程式,再利用一元二次方程式求聯立方程式的解。並從判別式與解的範圍,來探討可做出幾條平分線,並利用餘弦定理求平分線的最小值。由此可得知平分線的位置與最小周長的值。