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國中組

再探液滴的顯微投影世界

去年我們以學校以報廢的投影機內組件及顯微鏡自組出顯微投影機、自設螢幕及聚光散熱箱等,今年再與電腦融入教學設備接軌,將一滴顯微電解實驗透過電子螢幕與顯微鏡結合,可進行立即操作、力及觀看、同時錄影成影片的多重功能。而且經由以下重點實驗,成功的証明了『顯為一滴液滴的電解實驗是可行的!』1 微觀一滴汽水、硫酸銅溶液因在不同載物面上的表面張力不同而比較起泡、結晶分佈的差異性均頗大。2 加適當濃度的界面活性劑可是硫酸銅的結晶分布更為展開且愈趨透明。 3 外加不同距離、不同磁極下的磁場可影響硫酸銅的結晶排列 ,且不同接觸面材質排列亦有所不同。4.可做微觀電解一滴硫酸銅溶液的實驗探討,比較出外加與電極呈不同角度的磁場、提高溫度等均可減少電解硫酸銅溶液的反應時間、加快反應速率等不同程度的影響。5.也可做微觀電解一滴碘化鉀溶液的實驗探討,從電解產生的顏色變化更可看出令人驚嘆的畫面!

自由的代價--創造出新式極限運動

高空彈跳是用彈性繩一邊繫著身體,另一邊繫著高處平台,從高台躍下的活動。跳下時,繩索會伸縮並吸收墜下的能量,經數次擺動玩家就靜止不動。本研究是繩索的尾端並不固定!繩子放掉時,靠尾端纏繞橫桿的力量來綁住玩家,讓玩家心理恐懼更勝高空彈跳,玩起來更刺激。 首先利用重量極輕的物體來模擬,找出尾端的最高及最低極限且能安全的降落而設計出來,測試可行後,再將重量放大。我們認為在極限運動場中,尾端越低是較妥當的設計。因此之後實驗則是將重量放大外,也開始研究尾端的最低角度,不再重視尾端的最高點。現有極限運動都是外國人發明的,我們想發明這種最刺激、恐怖的極限運動,把它帶到國際舞台,讓大家體驗這個運動,為台灣人爭光!

百變魔球—球體變化原因的探討

我們請教老師蒐集相關文獻資料,知道棒球在空氣中運動要產生各種變化,和「白努力定理」有關。我們設計了一座球體發射器,以兵乓球來研究所要操作的變項,如:投射力量、投射角度、轉速、表面的粗糙等,對球運動產生變化的影響。結果發現,當投射力量固定,仰角為45度時,球的飛行距離可以最遠。當投球角度固定,投射力量越大,球體的飛行距離越遠。但我們發現球體受空氣阻力的影響很大,為了克服空氣阻力對球體運動的影響,我們另設計了風洞裝置進行測試,研究球體轉速、風速、與球體表面貼條對球在空氣中運動所造成球兩側壓力的變化。結果發現,當球不轉動時,風洞中風速越強,在球兩側壓力低於風洞外的壓力越明顯。當風速固定時,球的轉速越快,在球體兩側所造成的壓力差變化量越明顯,且球體轉動之切線方向與風吹方向相同之一側,其壓力較低。當風速、轉速固定時,表面的貼條越多,表面越不均勻時,在球體兩側所造成的壓力差變化量越明顯,且球體轉動之切線方向與風吹方向相同之一側,其壓力也較低。

光知我的輕!

我們利用反光貼紙黏貼在紙槓桿上,以雷射光筆將入射光投射在反光紙,反光貼紙將入射光線反射至其上方的平面鏡上,平面鏡將入射光線反射至桌上的方眼紙,我們從方眼紙上光點的位移,就可以測量到極微細小物質的質量,甚至可測得1mg以下細微物質的質量。

電解~機能水

我們以濾紙為載體,電解「有顏色的電解質水溶液」來驗證阿累尼士的電離說;也以投影片為載體,電解「廣用試紙的色水」來了解電解水的正負極反應及酸鹼性變化;了解市售電解水機的製造法,也自製了「兩極分流電解槽來電解水、電解食鹽水」,利用控制正、負極出水流速、不同電壓大小、不同電極種類等,已成功地找出電解水兩極分流的最佳條件。我們以自製的正極酸性氧化水來軟化回收紙,製成手抄再生紙;以自製的負極鹼性還原水代替清潔劑,清洗油膩的便當盒及模擬鹼洗中和工廠排放的二氧化碳,提供維護環境,減少二氧化碳排放的另類可行辦法。

「蜘」來「織「趣」-大姬蛛不規則網之拓撲探究

學校最常見的蜘蛛就是肩斑銀腹蛛、簷下姬鬼蛛及大姬蛛,肩斑銀腹蛛多棲息在植物上,簷下姬鬼蛛多棲息在欄杆上,而大姬蛛多棲息於陰暗處,有護卵行為。大姬蛛的網為不規則網,主要分為牽引絲、主網結構及次級結構。大姬蛛的網形分別為三角體、吊帶型及星型,主網形狀分為12種拓撲形狀,且大姬蛛網的牽引絲越長,網面積越大;立體主網面積越大,平面主網面積也越大;平面主網劃分角越大,區域內的牽引絲越少;短牽引絲的附著角度平均大於長牽引絲附著角度平均;具有支架的蜘蛛網,牽引絲數量與離地高度平均大於沒有支架的蛛網。仿生大姬蛛網吊帶型的振動幅度為0.06公分,三角體的振動幅度為0.02公分,顯示三角體面對風力的作用下,其結構較為穩固。不論是吊帶型及三角體仿生蛛網,其主網部分的振動幅度皆為最大,而連接點及牽引絲為蜘蛛網的周圍架構,其晃動幅度小。

小男孩別來亂-聖嬰來了!

本報告主要是利用中央氣象局網站所提供的颱風資料,探討聖嬰現象與颱風強度、降雨量、路徑和侵台機率的關係。我們將年代細分成聖嬰年、微聖嬰年、正常年、微反聖嬰年以及反聖嬰年。其研究不同於前人研究的方法,也澄清了幾個重要迷思,分述如下:1.颱風的生成個數並不全然和聖嬰現象沒有關係。2.不管是聖嬰年、反聖嬰年或正常年,颱風的單一平均降雨量都有增加的趨勢。3.聖嬰年的颱風生成位置的分布範圍較廣,反聖嬰年則較窄。4.聖嬰現象若有跨到颱風季就會影響生成個數。5.反聖嬰年時,形成秋颱的機率較其他年高。6.在微聖嬰年時要多提防豪雨的來臨。7.近年的颱風路徑有偏北的趨勢,但其變化並不是非常的明顯。未來可繼續觀察颱風路徑的變化。

水落石出

本實驗在探討密度大於 1 的球體,使其沉入靜水中,當以不同流速的水流下沖小球時,量測小球上浮的速度、上浮高度及上浮起動時間。我們將實驗分成三大部分,第一部分為探討水流下靜水沉物上浮的機制,藉以了解水流的流動與球體上浮之間的關係。第二部份探討容器的大小及高度對靜水沉物上浮的影響。我們發現在容器口徑大小、高度不同的情況下,小球上浮的狀況均不同。同時發現水流流速亦會影響小球上浮的快慢,因此我們設計了第三個部份的實驗。實驗過程中,我們用數位攝影的方式拍下實驗的整個過程,並利用電腦擷取記錄小球上浮的時間及上浮高度,以避免人為操作紀錄的誤差。

果香國度

水果皮富含酯類,摩擦後會散發出令人愉悅的氣味,目前水果精油已廣泛應用在食品或香水等產品中,透過午餐廢棄水果提煉出芳香酯類添加在金門高梁酒及指甲油中成為另類商機。 本研究利用酒精溶劑來初步萃取鳳梨、檸檬、香吉士果皮中的芳香酯類,經過濾蒸餾冷凝來萃取芳香溶液,結果顯示越晚蒸餾出來的溶液,芳香味道愈濃郁,且折光甜度計測出之甜度數值也隨之降低,間接證明天然水果芳香酯類濃度愈高,甜度數值愈低。利用廣用試紙檢驗萃取蒸餾溶液酸鹼性,愈晚蒸餾出來的,試紙呈色愈偏深綠色,推論產生的芳香酯類導致溶液偏向中性。 利用水玻璃與萃取出來之檸檬或鳳梨芳香酯類互相混合後製成指甲油,不需使用任何揮發性毒性有機溶劑的環保性指甲油。

節能減碳,化腐朽為神奇─光碟機與手機合體

廢棄的養樂多罐可以做成樂器嗎?應如何鑽孔?它可以吹出哪些音?令我們感到十分好奇!實驗結果得知多多笛的「吹管口」形狀對聲音高低的影響不大,但是得將管口壓扁些才能吹出聲音來;「吹孔越大」聲音越高。「按孔位置」越靠近吹孔、「按孔越大」、「垂直或水平方向的按孔數目越多」時聲音越高。在按孔位置固定的情況下,多多笛的聲音高低主要決定在按孔的大小和數目,也就是開孔總面積。根據這樣的關係,從已知的標準音頻率反求開孔總面積來決定按孔大小,我們終於做出可吹「Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Si」七個標準音的多多笛了!