全國中小學科展

國中組

感應電動機與渦流之實驗設計探討

(一)其中一個實驗是:由交流電 110V 產生的磁場效應,若將金屬板置於該磁場中,該金屬板即能產生旋轉,老師敘明這是感應電動機,也是目前我們電錶內有一個金屬轉盤(阿拉哥盤)即使用這個原理,由於金屬盤內產生的感應電流(渦流)而導致轉動。 (二)物理老師談到「渦流」和「渦流力」這物理名詞太抽象,老師也介紹了幾木書讓我們參閱,但書上所談的實在很有限,最多只談到金屬盤內產生「渦流」,所說明也僅限於金屬盤會轉動,於是自行實驗設計,展開了一連串「渦流力」的研究探討。

靈異照片

本次的研究起因於生活中的小插曲-「果汁不小心滴在相片上,相片產生了變化」。而平時自然課老師不斷的提醒要隨時觀察身邊事物的變化,有興趣就好好的研究,因此我們決定找出到底是果汁中的何種成份使照片產生變化。在研究的過程中,我們從實驗中得到了答案,也發現了新的問題,經過不斷的討論與實驗,我們的主要發現如下:一、相片上繽紛的色彩是由紅、黃、藍三種原色所組成。二、相片上這三原色上色的次序先後是黃 紅 藍。三、水果多為弱酸性(pH=4),然因所含酵素種類不同,對相片所產生的影響也不一樣。四、檸檬酸使相片變色的情形是由相片最上層往下侵蝕一層,而水果酵素使相片變色的情形是將相片的三原色直接溶解了。五、將奇異果及鳳梨果汁經高溫加熱後,因酵素受到破壞,對相片產生的影響與檸檬酸對相片產生的變化相同是一樣的。所以我們認為使相片產生劇烈變化的主因是水果中的酵素,而水果中的微酸亦可對相片產生些微的侵蝕效果。但是,研究過程中水果酵素並不易取得,所以我們是以「蛋白質分解酵素」來實驗;如能取得不同水果酵素,相信可進一步加以研究探討。

新世紀電腦殺手─電腦病毒(Computer Virus )

電腦病毒曾在世界各地引起一陣恐慌,隨著電腦的普遍,病毒到處感染,造成許多使用者憂心,因此引起我們對病毒的興趣,想了解到底什麼是病毒?而展開一連串的研究。

利用水柱測量大氣壓力的另一種方法

以往利用水柱測量大氣壓力約需 10 公尺左右的高度,我們適當利用密閉容器內的壓力,將水柱高度降至 1 公尺左右,所用的器材體積不大,價格便宜;而所要的水量只要50 毫升以下。

雷光乍線-光在不同介質中的傳遞與量測

光在空氣中前進時,若進入與空氣折射率不同的介質,就會發生反射與折射現象。我們利用自製治具,以司乃耳定律取得實驗數據。實驗中將雷射光從空氣中射入牛頓、非牛頓液體等介質內,並試著改變其溫度、顏色、粗糙度、旋轉和水的流動,比較光的反射、折射、透光及光被吸收等物理現象,再探討這些現象對折射率、反射率及反射光和折射光能量(照度值)的影響。將照度計和三用電錶以不同距離的光源,測量電阻值與照度值的對照關係。利用自製的光敏電阻數值偵測板,分析在不同介質,反射光能量(照度百分比)及折射光能量(照度百分比)之間的關係,發現入射角越大,反射光能量有上升趨勢、而折射光能量則漸趨下降。

晶晶相擁—探究多樣態結晶及顯微縮時攝影在結晶之應用

本研究主要在探討晶體成長的各因素及其應用,我們先找出適合結晶的條件,然後進行四種礬的晶體培養,以及「包心結晶」探討,接著在雙、三溶質結晶的實驗,發現明礬與紫礬獨特的融合結晶現象,也利用顯微鏡結合縮時攝影機做微小晶體的動態觀察,以顯微測量技術計算晶體成長速率及使用軟體量取晶面角,我們做出了以下特色 : 一、培養出比前人所做更大的結晶。 二、培養出明礬與紫礬的融合結晶。 三、培養出大型及極微小的五層包心結晶,並找到最適合的包心結晶條件及修正晶形。 四、將縮時結合顯微攝影,對微小的結晶進行動態拍攝,計算出結晶速率,以及使用顯微測微技術運用在晶體測量上,增加測量準確度。

氫氫效速

本實驗以簡單之設備探討出最佳電解產氫速率條件,經實驗發現:不鏽鋼做為電極之效果比碳棒好、電極形狀以能與水溶液接觸面積愈大愈好,我們以不鏽鋼線捲成花捲狀作為電極效果最好、氫氧化鈉水溶液濃度在小於0.7M時,濃度愈大電解速率愈快,超過0.7M時不再增快,因此0.7M氫氧化鈉水溶液最佳、另外我們也發現電壓愈大電解速率也愈快、而溫度的影響則是?度愈高速率愈快,溫度每升高10℃電解速率增加效率約10%、最後我們在電極旁外加磁場,發現會造成電解速率變慢。

大水過後~機車大戰三部曲

本研究主要針對泡水機車進行深入的探討與研究,由此出發分別探討(1)淹水的成因、情形及改善方式(2)淹水地區民眾對泡水機車的瞭解與看法(3)泡水機車的各部構造及其生鏽情形(4)瞭解泡水機車零件受損的原因,並提出改進方案(5)分析各種不同性質水質對機車零件的影響等,並在研究最後將所有有關泡水機車之問題與解決方式,以小錦囊方式彙整出來,供民眾參考,避免吃虧花冤枉錢,並提供修復後問題處理。

魔法光學-探討光的折射現象

研究雷射光在玻璃棒中的行進路徑,並探討雷射光通過玻璃棒時所產生的折射現象。結果發現:當水平雷射光入射垂直立於地面玻璃棒時,原先的雷射光點水平散開成「一」字狀,且玻璃棒越細,散開的一字越長,即散開的角度較大。當雷射光非垂直入射玻璃棒時(玻璃棒傾斜),折射後的圖案是彎曲的,且玻璃棒越細或是傾斜角度越大,折射光彎的幅度就會越大。當雷射光通過不透光的細銅線或是透光的釣魚線時,投射出不一樣的干涉條紋,遵循不一樣的干涉模式。我們釐清此干涉條紋形成的原因,並找到消除干涉條紋的方法。

岸與浪-探討波浪對海岸地形的影響

本實驗以模擬實驗的方法探討海浪對沙岸造成的影響,並了解離岸堤與突堤的設置對海岸造成的影響。實驗過程分別製作最大安定角(約33度)、20度與10度的海岸坡度,並以改變打水深度來控制波浪的強弱,以進行兩者交互作用的探討。每一次實驗約持續進行9節課(約405分鐘)的時間,每一節下課進行測量。研究結果發現:1) 33度及20度的沙灘在波浪較大時,會明顯後退,而10度的沙岸卻不太容易改變;2) 波浪強度弱時,對海岸的影響也就比較小;3) 離岸堤的設置確實可以使沙灘較不易被侵蝕,且離岸堤的長度和設置位置也會影響海岸防護的效果;4)突堤的設置並不會減少波浪對海岸的侵蝕作用,而且突堤後方會發生嚴重的侵蝕,形成陡峭的海崖。