全國中小學科展

國中組

黏綿到天邊-棉花糖製作探究

本實驗主要探討的是如何製作棉花糖,其過程以及他的周邊關係,例如:轉速、溫度、洞的數量…的關係。由此實驗我們可以得知如何做出好吃的棉花糖,最主要是因為轉動的速度和溫度,我們發現在電壓 4V~6V 所轉出的棉花糖的品質最好,而我們再控制溫度時發現以大火加熱最為理想,將其二理想方法合而為一便能製造出好吃的棉花糖。之外我們還探討了瓶罐大小和孔數量的關係,我們發現在鐵罐上打上兩排的洞為最主要的關鍵,因為出來的糖絲只會從下方的兩排飛出。 另外我們還使用了鐵絲網來固定馬達,這樣不但可以解決平衡的問題還可讓馬達和固定的衛生紙筒之間產生緩衝的功效,減少它搖晃的程度,進而達到平衡。

蘿蔓A菜的結痂

蘿蔓A菜莖部內有白色乳狀液成分為橡膠醣、甘露醇、樹脂和萵苣素,若暴露於自然的環境中1-2日,莖部細胞本身可氧化形成紅色似人類的結痂,乳汁並非變紅的主因,莖部特殊的結痂狀集中在用來運送物質的維管束,而阻止了水分和養分的流失;人體受傷時以血小板用於凝血並透過免疫系統來抵抗外敵,而蘿蔓A菜則在莖部產生鹼性環境用以減緩細菌的生長,儘管其只剩莖的一小節,不施水分三週後,仍會長出莖與葉子最後再長出根變成一個完整的新個體。 蘿蔓A菜的結痂其作用與人的血液凝結是否相同,利用抗凝血劑藥物阿斯匹靈的施給,發現可延緩結痂的生成,也可由抗氧化劑維他命C來抑制結痂,可見得植物雖無血小板,但是卻有類似形成結痂的機制防衛來保護並修復傷口。

水溫、地溫、氣溫之關係

夏天在草地上或柏油地上遊玩時常感覺炎熱程度不同,或晚上在都市與鄉下所覺悶熱程度有極大的差異,想這必和各種之溫度的變化有關,於是我們一些有志同學一起進行測量研究。

榕樹與榕果小蜂的共生關係

本研究以正榕(Ficus microcarpa)為觀察對象, 從 91 年 10 月初至 92 年 5 月間, 共有四株榕樹開花, 依據時間的先後順序, 可分為三次連續的花期, 期間並有到榕小蜂的出現。追蹤各榕樹的花期及小蜂出現的時間, 推測小蜂利用不同榕樹花期的不同, 逐代在不同的榕樹間完成其生活史。在冬季時, 小蜂利用其中一株榕樹(正 3)在冬季參差不齊的花期, 在同一株榕樹上至少經歷二個世代以上的生活史, 利用此一現象度過不適合生長的冬天, 由於同時期內未有其他榕樹開花的現象, 因此在本地區小蜂族群的延續上, 正 3 這株號榕樹可能扮演極重要的角色。

看你飛多久-火焰木種子滯空的奧秘

尋找用風來傳播種子的植物,探討種子部分與翅膀部分的質量黃金比例為目的,討論種子翅膀面積、質量、重心位置等因素對種子滯空時間、飛行距離的影響,我們用校園中常見的紫葳科(Bignoniaceae)火焰樹屬(Spathodea)的火焰木(Spathodea campanulata )植物,撿取種子進行實驗。 我們發現隨著翅膀面積的增大,種子在空中停留的時間也跟著變久,飛行的距離也跟著變長,但不是無限制的變久、變長。實驗結果顯示,翅膀的面積增加成4倍時,有最久的滯空時間與最長的飛行距離。 利用第一次的實驗結果,我們選取4倍翅膀面積的模擬種子,進行重心位置的改變對滯空時間的影響。發現當種子置於翅膀的中央時,有較久的滯空時間,可能是當重心位於翅膀的中央時,有最大的下降截面積,有最久的滯空時間。

晶聲尖叫-探討聲波對硫酸銅結晶的影響

我們的實驗在探討聲波對硫酸銅結晶的影響。我們探討了頻率、振幅及音源個數對結晶的影響。頻率的實驗中,使用頻率500 Hz、1000 Hz、1200 Hz、1500 Hz、1800 Hz、2000Hz及2100Hz,振幅皆為100cm的聲波進行實驗。我們發現頻率為3的倍數時,結晶長度會比其他頻率音源下的結晶長,且結晶形狀大多為平行四邊形偏長條形,其餘頻率音源下的結晶形狀則大多為平行四邊形,不規則形結晶比頻率為3的倍數音源下的結晶多。振幅的實驗中,使用振幅為100 cm、200 cm、300 cm、400 cm及500cm,頻率皆為500Hz的聲波進行實驗。我們發現振幅越大,結晶越大,但振幅到300cm以上所結出來的結晶長度和300cm下的結晶無太大差別。多方音源中,音源越多,結晶大小越大。長晶過程部分,結晶會隨著能量前進方向依序長晶。

飛「波」傳「電」~6V電池直流電源之無線電力傳輸與充電

本次研究中,我們使用了直流電源進行感應電流的測試,實驗中發現,直流電源因為電流穩定,所以並無法產生感應電流,只有在一開始打開電源或關閉電源時才會有。於是我們用打點計時器設計了自動開啟與斷電的裝置,使直流電不斷地開啟與斷電,造成源源不斷地感應電流,但此裝置的輸出功率太小,於是我們使用了簡易的振盪器形成了振盪電路,使直流輸出的電源也可以有交流電的效果,透過多種測試,最後利用細線編織而成的麻花辮來繞線圈,解決因集膚效應所造成的損耗,接著利用倍壓式整流電路,將交流電轉成直流電搭配同步共振的電路,使原本的傳輸效率提升了2~3倍之多,而在充電式電容實際充電後發現,充電5分鐘,就可以使3V的LED燈泡點亮25分鐘以上。

咻咻~ 轉吧!風火輪

「風火輪」是1980年代以前兒童的童玩,將酒瓶蓋打扁穿線的風火輪,是小朋友們很喜歡玩的玩具,在玩的過程中容易發生危險幾乎已被遺忘。本實驗是利用簡單便宜的扳手與節拍器取代昂貴的馬達,釐清隱藏在風火輪中的物理。實驗結果得知『扳手往後、繩子被拉緊』時所產生的”波”,原來是繩子「自然頻率」和風火輪「轉動頻率」相同或接近時,所產生的共振現象。因繩子「自然頻率」和所受張力及繩長有關,故左右繩的共振振幅不一定一樣。轉動風火輪圈數為50圈時,繩子發生共振的時間維持較長、共振時的振幅較大。而繩長40cm時,繩子則不易發生共振現象。因風火輪在實驗過程中其位置會改變,在適當條件下,繩兩端都會產生一個完整的共振波。

Crystal---鹼金屬、鹼土金屬類晶體的培養

在實際上的化學研究中,為了實用(材料,醫藥)目的,合成新化合物,並確定其原子排列結構,判斷其性質,一直是許多實驗室的研究方向之一,然而在合成化合物後,往往會助由x光照射晶體所得的繞射圖與數據,解出化合物的幾何結構(如鍵長、鍵角等)。近年來,由於電腦科技的進步,解晶體結構,已不像以往那麼需要寒繁瑣的計算。但化學家們是如何合成的新化合物養成良好晶體,以提供結構解析?因此本研究嘗試以幾種常見鹼金屬、鹼土金屬鹽類來養晶,試圖在不同方法與條件的控制下,養出具有簡單幾何外型的晶體歸納在水溶液中結晶的各階段變化況,並分析各結晶法的優劣,以提供相關研究人士參考。

自製簡易糖濃度測定器

家住糖廠這本書中介紹測量甘蔗甜度的過程與測量器,書上有這樣敘述:\r 甘蔗成熟了,採收之前先用工具採一點甘蔗汁,測量甜度,夠甜才能採收。\r 1.使用有凹槽的錐子,由蔗莖取汁。\r 2.將甘蔗友滴入測量器。\r 3.測量器的功用類似高倍放大鏡,透過陽光可測知甘蔗汁的甜度。\r 看完這段敘述我百思不解,透過陽光便可以知道甜度嗎?於是我與同學和老師一起究,試圖找出有關測定糖甜度的原理,荓試圖製作簡單的糖濃度測定器。