全國中小學科展

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國中組

溼地蜻蛉知多少?

本研究經一年多努力調查鳥松溼地,發現蜻蛉目中均翅亞目有一科 2 種及不均翅亞目有三科 14 種。過程中先了解蜻蜓生理構造外,再完成霜白蜻蜓生活史。不僅發現飛行領域明顯,且停棲時其翅膀及腹部角度都會隨著光照強度而改變。蜻蛉目稚蟲鑑定以蜻蜓稚蟲為限;鑑定特徵以下唇口器、觸角、跗節、腹部的側棘數、背棘數等外部型態為主,完成不均翅亞目中 4 科 9 種的簡易分類圖及檢索表,並比較靜水域與流水域中的蜻蜓水蠆其呼吸器官差異,發現除粗鉤春蜓為鰓狀形直腸鰓外,其餘多屬重複形直腸鰓,直腸鰓數目共 6 列,且鰓瓣形狀可分圓、尖細及羽狀形三種。進行蜻蛉分類後,發現在第一、二冊(光復版)自然與生活科技的課本中均有錯誤,第一冊第 143 頁,圖 5-11 應是豆娘水蠆,並非蜻蜓水蠆;第二冊第 13 頁,圖 1-8 也有誤,非由雄性將精子送至雌體內,而是雌蜻蛉將尾部移至雄蜻蛉第二腹節進行交尾。因時間有限,所獲水蠆種類雖不多,但在九種水蠆中,除勾蜓科外就擁有四科,實屬不易,故水蠆雖少,但不均翅目均俱全。

「鋁」戰「鋁」勝 --- 可撓式鋁電池的研究

本研究旨在製作可撓式鋁電池因應可撓式電子產品的發展。我們G1(第一代)電解液配方為pH=3氯化鋁-醋酸與醋酸鈉緩衝溶液,在G2(第二代)加上澱粉製成乾式電池,在電解液中加入石墨,但研究顯示電解液中的石墨粉不具夾層效果,鋁電池充電電壓2~5V,以最高5V進行充放電實驗。取碳粉與各種膠體製作可撓式導電布取代正極固體石墨棒,最佳正極改質配方為75%炭煙導電(紗)布,溶劑為透明漆。在負極鋁片上塗卵磷脂,藉由疏水性降低電極短路,可提高電壓並延長放電時間。電池在G3~G4代模組中發現單層宣紙隔離層效果最好,正極添加二氧化錳去極劑隔絕層可使電流提高2.3~4倍左右,目前G4模組可穩定放電8天以上,平均功率有2.5mw,估計電量有192mAh。

牛山地層潛移之謎

最近地牛翻身是最熱門的話題,老師說地牛除了會劇烈的翻轉外,還會悄稍的蠕動,例如牛山一奇 ─ 地層潛移。什麼是地層潛移呢?讓我們去一探究竟吧!

蟹殼與環保──差動水質監測器

陽光、空氣、水和土地為人類生活環境中之必須條件。環顧四週水與我們日常休戚相關,近來工業成長,人口激增,水質汙染日趨嚴重,因此水質源之保護,及避免毒物進入水中威脅人類健康,為社會各界所關注。 我們在第三冊理化關於醣類介紹無意中和老師聊到蟹殼中的多醣「幾丁質」。基於下列理山我們決定加以探索「水質分析之旅」(一)蟹殼是我們安平地區漁市到處棄置之物質,不僅腥臭難當,且有礙觀瞻,若能加以利用豈不是一舉數得。(二)實驗室中常把有害重金屬鹽類任意排放,若能加以處理再進行放流對環境水質定有幫助(三)學校各類用水是否可由我們發展一套監測系統。於是在老師指導克服下,實驗得以夠順利展開。

蟹殼的再生與重金屬汙水防治方法

在理化第三冊用「鹼沉澱」來處理金屬鹽廢水排放。基於「鹼沉澱」之諸多缺點,「我希望延續去年科展的研究,朝廢物用蟹般及強調回收重複使用的環保方向。並對排放水作深度處理。」

微量元素硼對白菜生長影響之探討

(一)本校在台南縣楠西鄉,鄉內山坡地多,大部份種植芒果,近幾年來,農夫噴灑硼素溶液在其果樹上,同學產生疑問,為什麼芒果要噴灑硼素溶液在其果樹上?硼素對芒果有何影響?經查文獻,根據民國六十六年十二月鳳山熱帶園藝試驗分所編印的“芒果缺硼症”中記載,芒果缺硼素,則果實發育不全。楠西鄉內所種芒果,正好有上列病症,故農夫噴灑硼素,主要目的是要促進芒果的果實發育正常。 (二)硼素可影響芒果的結果,因此引起同學研究硼素對蔬菜生長影響的興趣,選擇白菜做實驗。

哇!這是什麼5、4、3啊!

國中數學第三冊2-3的主題是「勾股定理」,或稱「畢氏定理」。我們討論的主題為畢氏數中的整數解,先看連續奇數的和與畢氏數的關係,再從「勾股定理」做討論,把勾分成奇數與偶數分別討論,得到兩個公式,但發現所得的公式並無法涵蓋所有的畢氏數,進而發現直角三角形中只可能會有偶偶偶或偶奇奇兩種情形,因此發展出另一個通式可涵蓋上述兩個公式,然後研究出直角三角形三邊長中一定會有一邊為3或4或5的倍數,而當三邊長的最大公因數為1時,不一定恰有一數為質數。

海中諧星

本研究是為了觀察小丑魚的巡邏範圍和牠與海葵的共生關係。小丑魚的游程是短距離而非遠距離,一游出海葵將遭到攻擊。觀察小丑魚的領域以海葵為中心,並確定視覺是否為辨識領域的重要因素。從1868 年自然學家Dr. Cuthbert Collingwood 發現小丑魚和海葵有親密共生關係,許多人被牠的美和海葵的親密關係所著迷,因此小丑魚和海葵是水族箱裡重要角色。如果放入水族箱裡海葵會展現與大自然中的海葵不同的型態,所以在水族箱裡不易看到海葵最自然的型態。台灣有5 種小丑魚,而在綠島有4 種,最普遍是白條和克氏小丑魚,其他兩種為粉紅和公主小丑魚,但分佈不多。本實驗由教師與潛水教練訓練學生利用水肺潛入綠島海中,約6 米至18 米深度觀察小丑魚和海葵的共生關係,困難點為利用水肺功能需有良好的海況及能見度才容易觀察,在海下觀察只能維持30~50 分鐘,所以不易作連續觀察。我們發現小丑魚可以利用週遭的地形或物體做指標而巡邏牠們的領區,牠們在白天能看到其他游過的魚群或進入牠們領域範圍的魚類,選擇性的把牠們趕走。不同種類的小丑魚區域的範圍大小有所不同,有些巡邏時離海葵可以遠到3~4 米左右,其他較溫馴小丑魚的會接近海葵,但當其他生物侵入海葵時會展現猛烈的攻擊。小丑魚大部分不會游離海葵太遠,而視覺的能力在晚上會降低許多。

「導」力全開,毫秒必「蒸」--探討凹、凸、平介面的蒸發與導流

觀察鋁椅,發現雨後凹凸面的蒸發速率較平面快,推測與水的蒸發和導流有關。研究後發現,是因雨滴被鋁椅凹凸面切割,擴大佔據介面的面積;且凹面因接觸空氣表面積增加,其蒸發速率大於平面及凸面;當雨滴下時,凸面的水又被凹面拉下,導致整體蒸發速率的提升。 各介面的蒸發與導流皆與水滴形狀有關,蒸發過程水量不斷改變,水滴形狀隨之而異。因與介面的附著力不斷改變,故非等速蒸發。凹面寬越窄,兩壁吸附力越強,可拉開水,增加蒸發面積,但太窄則無此效果。凸面越寬,水滴被拉扁,同樣有此效果。因水的表面張力在不同介面,造成導流速度不同。凸面的兩緣會限制水珠的寬,使與介面接觸面積較小,速率較快,凹面因附著力太大,所以導流速率最慢。

變「形」金剛,好「正」!

在作三角形的三個外角平分線時,發現會形成新的三角形,而且若持續地一直作下去,新的三角形會逐漸趨近於正三角形。我們在想:對於四邊形或任意的多邊形,這個現象是否也是如此呢?本研究包含以下的內容:一、 證出:持續地做「任意三角形」的三個外角平分線所形成的新三角形,最後一定極接近於「正三角形」。二、 證出:持續地做「特殊四邊形」(如:矩形、菱形、平行四邊形、等腰梯形、箏形、一般梯形)的四個外角平分線所形成的新四邊形,最後一定變成「正方形」或極接近於「正方形」。三、 證出:持續地做「一般四邊形」的四個外角平分線所形成的新四邊形,最後一定極接近於「正方形」。四、 推廣到:持續地做「一般凸m邊形」的所有外角平分線所形成的新m邊形,到最後新m邊形的形狀如何,將提出我們的觀點和圖表來「說明」。