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國中組

雨中的沉思─終端速度的探討

因雨中的閒聊,而展開此次的研究。首先我們找一個詩情畫意的雨天,利用保利龍板及碼錶測出雨滴終端速度約為 9.07 公尺/秒,接著為了模擬雨滴落下的情形,我們在校內最高的建築物上做水滴的實驗,因雨滴有大小之分,故我們使用不同口徑的滴管來模擬雨滴的情形,由大樓樓層中滴下水滴,測雨滴的終端速度,但受風的影響很大,故再移至室內測量,再利用紙張測雨滴的大小,為了了解雨滴的大小與終端速度的關係,我們展開辛苦之旅,在幾乎放棄之下,製作二組光電計時器,而為了使保麗龍球準確通過光電計時器的感應處,以便感應計時,更是備受挫折。但也終於找到球的終端速度,再進一步探討球的表面性質及密度與終端速度的關係,最後我們利用風洞測出風阻大小,以進一步了解終端速度產生的原因。

隱形殺手—埋伏在空氣中的有毒微粒

空氣中的污染物是由煙塵、二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氫化合物等所組成,藉著大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈的交互作用,循環移動,還會隨著空氣熱對流產生上升、下沉及移動的狀況。 雨季時,空氣污染物會隨著雨水沉降至地面,導致空氣品質良好;乾季時,降雨量少,污染物不易沉降,則空氣品質差。白天溫度高、熱對流旺盛,空氣污染物易上升,地表污染物少,晚上,氣溫降低,冷空氣下降,有害物質也跟著下沉,則空氣品質差。 近年埔里因降雨量少,懸浮微粒不易沉降至地面,再加上盆地地形,污染物不易逸散,導致空氣品質越來越糟。所以,在現今空氣污染嚴重的時代,外出的最佳時機,就是在下雨後或是下午2點到4點間。

機不可失-建構教學用平板電腦推車之借還平台

看到校園內的平板車租借,需要到資訊組用紙本登記,而因為學校電梯只有一台,等電梯耽誤了很多時間,而且紙本消耗了很多資源,因此想做一個可以利用悠遊卡註冊、借車、歸還的系統,將停靠站放置各個樓層,有需要時可隨時去借還。此次成品製作是利用Webduino、Arduino開發板,借由網路連動Firebase資料庫,逐步完成租借系統。經過了多次修正與測試,已完成可註冊、租借的系統平台,但因時間和成本有限,目前只能以模型測試,期待日後能製作出停靠站並實踐於在平板車的租借。

「環」給地球新「吸」望---環保吸管的製作與探討

本研究從古早漿糊開始,想找出不需加熱、製作方便的天然黏著劑;以常用的影印紙製作環保吸管。為增加紙吸管的耐用性,從常見的食品增稠劑中尋找合適的防水材料,發現海藻酸鈉紙吸管效能最好。但實際吸飲不同水溫的開水時,結果不如預期-約使用5分鐘即喪失功能。 目前市售環保吸管以咖啡渣或甘蔗渣添加PLA壓密膠結成型,我們以海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液交聯後形成的膠體乾燥製成海藻酸鈉吸管,添加咖啡渣或甘蔗渣為骨材增加吸管強度,分別以正向晶球法和反向晶球法找出製作吸管的最佳條件,每支吸管的成本分別大約是3.4元和3.8元。不僅能自然分解也不會汙染環境;且使用完後以清水稍加沖洗,吸乾多餘水分,自然風乾後還可重複使用。

校中法的革新與校中裝具之設計與應用

由於家裡的抽水馬達,每在深夜發出堅硬的摩擦聲,影響作功課的效率與睡眠,家裡請人修理幾次,結果也不理想,請教師長後,認為可能中線末校準、因此決定研究改善。

不能說的X-揭開植物化酒為水的奧秘

植物纖維中可食者稱「膳食纖維」,選擇常用蔬果做實驗,期望對人類有所裨益。本實驗經由觀察植物化酒為水的現象,藉膳食纖維的特性,去探討其原因與「分子間作用力」的相關性: 一、「非水溶性」膳食纖維可以吸收酒精和水份 。 二、膳食纖維有很多親水基團,而水的極性大於酒精,但實驗卻發現植物親酒精更勝於水: (一) 酒精和水發生「競爭取代」的現象。 (二) 膳食纖維有親脂端會吸油,而酒精也有親脂端。 三、極性分子有正極偶、負極偶,利用TDS&EC(總溶解固體量與電導度)測量儀,測出膳食纖維可吸引電解質。 四、蛋白質在酒精、醋酸、鹽酸中會產生變性,而「水溶性」膳食纖維可以吸附蛋白質形成保護膜,減少變性。

就是要吸,『氧』『酶』不吐氣!

國中自然課本中關於氧氣製備的實驗,一般都是以過氧化氫加入二氧化錳作為催化劑來完成。但是,實驗過程中,劇烈反應產生的大量氣體容易發生危險,二氧化錳的回收也費時費力。我們的實驗想找出可用的校園植物,利用內含的過氧化氫酶來取代二氧化錳的功能。根據實驗結果,並模擬學校製備氧氣的環境,水黃皮具有較大的反應溫度範圍,較好的反應速率。尤其是利用4℃冷藏保存的方式,可延長水黃皮過氧化氫酶的正常活性達18天之久,很適合取代二氧化錳。另外,有鑑於市面上攜帶式氧氣瓶的售價頗高,填充新的氧氣又要付費,我們也設計了簡易攜帶式環保氧氣瓶,可以提供給常登山但容易因缺氧而頭暈的山友一個便宜又方便的選擇。

以「蚜」還「蚜」~探討刺腿食蚜蠅的捕食行為與偽菜蚜的生存策略

小小的偽菜蚜卻有著驚人的生存策略!被刺腿食蚜蠅幼蟲吸食後的蚜蟲乾殼,或是被寄生蜂寄生的蚜蟲,都大幅促進附近蚜群的生殖速率(分別為1.55倍、2.7倍);同時,也促進有翅型蚜蟲出現(分別為4.8%、7.2%)。除了以增加子代數量來促進族群存續與產生較多有翅型來飛離危險外,蚜蟲乾殼能吸引食蚜蠅成蟲前來產卵。實驗發現,食蚜蠅幼蟲會捕食同類卵與被寄生的蚜,也有同類自食現象,導致其它蚜蟲的生存機會增加。此外,我們也發現食蠅蚜幼蟲的捕食以隨機點擊為主,有大、小擺幅兩種不同模式(搜索面積分別是122.05、10.38mm2)。搜尋之初,以大擺幅有效率的找蚜群;捕食後以小擺幅連續密集點擊。小擺幅時,支點較前、身體伸長少;大擺幅時,身體伸長量達原體長的71.48%。

虎光三色~不同色光環境對蠅虎撲食準確度之探討

在校園不同的環境中可以發現到好幾種的蠅虎在不同的地方出現,我們發現亮度與色光組成這兩個物理因子會使蠅虎的種類分佈出現明顯的差異,因此我們假設不同種類的蠅虎在不同色光環境下,其撲食準確度會有所差異。我們選擇了偏好處在較陰暗環境的安德遜蠅虎(Hasarius adansoni),及偏好處在較光亮環境的眼鏡黑條蠅虎(Phintella versicolor)作為研究物種,參考了Nagata在2012發表的研究〈參考文獻一〉,除了使用白、紅、綠光,還多加三原光中的藍光,來進行蠅虎撲食實驗。我們發現到,相比於安德遜蠅虎的結果,眼鏡黑條蠅虎除了在紅光下難以捕食以外,連在綠光下的表現都較差,反而藍光才是最適合眼鏡黑條蠅虎進行撲食的色光,顯示了兩種蠅虎的對於不同色光的反應有明顯的落差。

光 的「膜」術師

翠蘆莉是野外常見、觀賞性高的花卉,其果實所迸裂的種子泡水後,表面很快出現一層白色纖維絲黏膜,我們觀察這層外膜具有高度吸水力、保濕和復水能力,以及黏性、延展力會因為強酸、強鹼而破壞,然而外膜的存在會抑制種子發芽,但其可以幫助抵抗高溫等環境以助發芽。我們進一步發現翠蘆莉種子萌芽需要光照,黑暗環境的萌芽率低於光照處理,且發芽所需天數長;接而LED紅光處理種子發芽率相較綠光、藍光和白光增加20%,發芽率高達90%以上,且隨紅光強度提高,發芽所需天數更短,而紅光和藍光處理幼苗相較白光,對幼苗型態生長、根系活力、葉片色素含量均有促進效果。