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國中組

再造生生不息的世界—鹽化植物大作戰

鹽害及乾旱是限制植物生長和分布的重要因素之一。據估計全球三分之一以上的灌溉土地均有鹽害的問題存在,肥料的使用與海水倒灌一直是土壤鹽害的兩大元兇!鹽害對植物的傷害到底多大呢?若以不同濃度的鹽水培養植物,則因植物耐鹽性的差異,仍可發芽,但發芽率很低。若先以清水催芽後,在以不同濃度的鹽水培養植物,則可大大提高發芽率。可見催芽對植物的重要性!然而,鹽化的傷害在初期最嚴重,中期與後期因植物較能調節使傷害降低,但不論初期、中期或後期在模擬海水的濃度下生長都有抑制!植物對鹽害的生理反應是:首先葉片開始變形、捲曲,莖部失去水分而枯萎,到萎縮而死亡。根部吸水量的減少,細胞的溶質相對提高,使細胞滲透壓提高,雖然提高滲透壓,仍無法吸收外界的水分,所以植株會因吸不到水而響生理作用,走向死亡的命運! 在水耕植物鹽化的即時處理的實驗中雖然初期的生長有所抑制,但仍可恢復生機!而其決定關鍵在鹽化後5-6小時之內!另外,在模擬土耕環境下土壤鹽化的恢復對植物的影響,得到了很好的結果,決定關鍵在鹽化後4-5小時之內,對植物而言仍可恢復生機,且生長良好! 雖然如此,我們仍希望能搶救垂死的植物,實驗證明促進植物的呼吸作用可促進植物長出新根。電解水的灌溉可救活更多更嚴重的植物。而我們找到一些吸收鹽類的植物,在不影蠻生態平衡下,以最經濟的做法解救他們!相信未來能有所貢獻於社會!

神奇抗壓術--簡易測量大氣壓力

在國二時我們知道如果想要測量大氣壓力,就必須利用水銀氣壓計。但是水銀氣壓計攜帶不便且水銀有外洩的危險。如果將水銀改為水柱,則需要的管柱更高達十公尺以上,所以我們猜想是否有較為方便且簡易的方法測量大氣壓力。於是我們利用所學到的密閉空氣中體積跟壓力的關係:定溫下 P1V1=P2V2 ( 波以耳定律 ) 結合托里切利實驗,設計出簡易的氣壓計。此氣壓計具有輕薄短小、取材容易的特性。經過一系列的檢測與評估之後,我們發現只需要一支 50 公分的壓克力管裝入適量的水,即有辦法測出大氣壓力。為了解此方法在不同氣壓的適用性,除在平地測量之外,亦到鄰近的阿里山以不同的氣壓環境進行實驗。最後我們對照了簡易氣壓計與水銀氣壓計所測得的氣壓來探究測量值與實際值之間所存在的關係,並建立了速查表,增加了此裝置的實用性與準確度。

「力」爭上「油」--破解撈油網終極密碼

撈油網可以撈油,主因網格上形成水膜支撐住油,推論有五種力影響水膜,分別是內聚力、附著力、表面張力、重力、不同分子間的作用力。撈油網的網目很小(約為0.04mm2),形成的水膜較強韌可撐住油,大網格的水膜,水量較多,容易破裂;溶液成分可降低水的表面張力,內聚力變弱,對網子附著情形較好,有助撈油;網子弧度越大,網格邊緣所需的支撐力較小,而水膜中央又夠強韌可以抵抗油的重量,因此有助撈油;溼度越高水膜較不易蒸發,溫度越高水膜蒸發效率越快導致水膜易破裂,無法支撐油;靜置時間越久,蛋白質有足夠時間破壞水分子間的氫鍵,使水膜更易附著網格,提升撈油效果。撈油網應用於撈海洋油汙效果更佳,油品及海水的性質皆有助於撈油。

廢棄電蚊拍回收應用

電蚊拍因電源開關故障而導致不能使用,我們往往就將電蚊拍器丟棄,其實只要稍加修理改裝即可拿來做靜電實驗。國中課程曾簡單介紹靜電學,為了進一步研究這課題並讓學生可作中學,我們利用回收廢棄電蚊拍加以改良組裝成教具,並設計以下幾個實驗組:電蚊拍電壓測量 、尖端放電、靜電除塵器、電子風、靜電單擺、電子風車、靜電馬達。以幾個元件簡易組合即可做數個靜電學實驗,這是我們主要創意。

虧格

學期末了時,老師鼓勵我們利用暑假時間,多做數學方面的課外閱讀,增廣見聞。暑假中接觸到了許多耐人尋味的數學題目,尤其對虧格問題特別有興趣,便引發了研究動機。

當哈利遇上莎莉!---論地形效應對颱風結構與路徑的影響

本研究利用37個西行侵台的颱風個案,分析其接近台灣陸地時,颱風強度和路徑的變化情形,並尋求可能的原因和進行推論。獲得幾項重要研究結果如下: 一、 76%的颱風中心登陸陸地後的12小時內,其近中心最大風速有明顯減弱的趨勢。 二、 颱風登陸後受到地形的阻擋而使路徑較原先方向偏南的情形最常見,佔個案數的68%。而颱風路徑的偏移角度最大可達70度以上。 三、 颱風路徑會南偏的類型常伴隨有「近中心風速較大」和「七級風暴風半徑較大」等特徵。 四、 颱風路徑南偏的可能原因有「台灣東南部形成的副低壓」和「通道效應」。 五、 水槽實驗的模擬可用來類比颱風外圍環流和台灣地形間形成的通道效應。

抗UV福音

本研究利用紫外線光度計以及簡易自製觀測裝置,探討影響太陽紫外線輻射遮蔽效果的相關因素。實驗方法為使用材質及顏色不同的布料,以及材質不同的紙張,使用自製裝置觀察紫外線光度計的數值,並比較觀測地點高度及陽光照射角度對紫外線數值的影響。實驗結果說明,影響紫外線遮蔽效果的原因包含布料顏色、布料材質、厚度以及太陽照射角度,而地面的紫外線遮蔽數值較222公尺大樓頂端紫外線數值低。此外,本研究自製之觀測裝置,具有操作簡單及結果容易觀察之特點

對冪級數的收斂圖形、用途及尤拉公式的探討

氣體擴散實驗的進一步探討:自然擴散 v . s 通孔擴散

在國中理化課本第一冊,實驗 6 - 3 :「氣體的擴散」一節中,陳述了氨與氯化氫兩種氣體的自然擴散現象,由於擴散速率不同,故其反應後之產物氯化銨比較靠近氯化氫一邊,但經過多次,多組的實驗所得結果不盡相同,即氯化銨所產生的位置,有的很靠近氯化氫這一端,有的卻較靠近玻璃管中央,其原因如何?是否與實驗所用玻璃管徑有關?長短有關?甚至於是否與鹽酸或氨水的濃度或使用量有關?為了了解這些問題,我們作了以下的實驗。

從昆蟲的趨光性談起

在夜間的野外觀察中發現到許多昆蟲具有顯著的趨光性,於是興起了我們一探究竟的動機。 什麼顏色的燈光最能誘集昆蟲趨光而來?不同亮度的光源,對昆蟲的趨光行為有何影響?不同的天候會改變牠們的趨光行為嗎?人類濫墾森林,改種其他自以為較有經濟價值的農作物後,單一的植物林相,是否會改變自然界的「生物多樣性」呢?此外,山區郊野,四處可見的路燈,是否也會造成自然生態部分環節的失序?最後昆蟲趨光的特性是否能善加利用?這些問題,都是我們在本次研究中急欲尋找的答案。