全國中小學科展

國中組

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。

格格「有路」:點數 面數-線數=1?!

生活中隨處可見數學的美與它的影響力!學校停車場地是我們每天上下學必經的場地,原本熟悉、平凡到無奇,想不到可以從一個簡單的問題中,透過不斷的追問、觀察、發現與驗證,進而確定其中數形的變化規則,而且我們還發現這些有規律的平面圖形結構,其間的(交點數+單元凸多邊形面數-之間相鄰的邊數)竟然都等於定值1!想不到課堂上所學的數學知識,真的非常有用,幫助我們快速又準確解決看似複雜的趣味難題。

酵母鎂味

本研究提高酵母菌電池放電方法有:1.活性酵母2.碳紙(-)-石墨(+)3. pH=7.73葡萄糖混液 4.需空氣5.大透膜6. 溫度40℃7. 出芽菌數增多;單一電池接近1.00 V。 當研究電極材質時發現鎂帶(-)-石墨(+)放電值高(2.368 V),滿足負載LED的目標,因此製作鎂帶酵母-硫酸鐵石墨電池,單一電池接近2. 20V,四次負載LED中解決提高電能方法: 1.蒸發結晶法使石墨內長硫酸鐵結晶 2.豎立起酵母菌濾紙包能接觸空氣,裝箱保溫,讓酵母菌活得活躍易導電 3.盒底裝pH=7.70的葡萄糖溶液藉由濾紙毛細現象不斷提供糖液給酵母生長。 每次串聯4顆德製酵母鎂味電池,第一次點1顆藍LED 45分續接3顆LED藍紅藍,點亮1524分,第二次亮2788分,日製酵母鎂味電池,亮1076min。第三次1顆藍LED 45分續接3顆LED藍紅綠,亮1430分。

養我育我的部落勇士—探討小米(becenge)的生存之秘

我們蒐集了10個不同栽培種的小米,並模擬的小米在生長時可能遇到的逆境,觀察小米在黑暗、土壤鹽鹼化、淹水、乾旱的生長情況。結果顯示,小米能在缺水20天的情況下生長,但是卻無法在太潮溼或鹽分過高的環境中生存。此外,我們從中篩選出兩種耐鹽小米與兩種不耐鹽小米,它們在鹽逆境下皆能透過鈣離子來調節小米的抗鹽反應,且在根部皆有過氧化氫累積現象,然而耐鹽小米能透過累積更多花青素、較高的過氧化酶與過氧化氫酶活性來提升耐鹽小米的抗氧化能力,增加其存活率。我們的實驗能夠讓大家更加了解小米,並幫助原住民了解小米生長狀況不佳的可能原因,未來我們將篩選出的兩種耐鹽小米作為種原,期望培育出更耐鹽的小米品系。

「氣」得「灰」頭土臉---細懸浮微粒的定量分析與應用

本研究主題分為兩部分。 一、發展一套可信的分析方法,利用小型手持式PM2.5偵測器來取代大型定點觀測站的測值,讓細懸浮微粒的數據更具即時性與位置的代表性。本分析方法採用相對誤差與線性回歸的科學統計找出手持式偵測器與定點觀測站測值間的相關性。 二、局部性汙染源的即時分析,一直是大型定點觀測站較弱的一環。但是當我們確認上述分析方法可行後,便能利用手持式偵測器對於生活中可能發生高PM2.5濃度的環境做快速且即時分析,以釐清當下的濃度對人體是否有害,必須立即迴避或是做好妥善的防護。最後我們將無人空拍機搭載手持式偵測器,藉以完成垂直高度與大範圍的PM2.5濃度分析,這項技術未來可用在監控汙染源或是救災等重要任務上。

神奇的電解質

我們利用小玻璃瓶自製電解質檢測燈,並逐步改良成僅兩個電極外露,其餘部分完全密封,可以直接放置水溶液檢測燈,並用以檢測不同的水溶液,探討導電度的大小與燈泡亮度之間的關係。在第一部分市售飲料的實驗,結果發現使用導電度計無法測量出的差異,而使用自製的電解質檢測燈,用照度大小來推測出其導電度之大小,也就是隨著亮度的變化之大小,可輕易地辨別出導電度值的高低,這種方便攜帶又不昂貴的自製檢測燈,很適合用來作國中理化的教材。 第二部分的天然果汁導電實驗,雖然柳橙、檸檬、大、小番茄的導電度在導電計上都呈現無限大,但自製的電解質檢測燈的照度實驗卻可以輕易的辨別出來,反而是小番茄的照度是五種水果中最大的。

你知我知天干地支~農民曆年

因為南投縣是淳樸、有人情味的縣市。大多縣民都以生產農作物為主。所以農民曆是許多人必備的字典。想探討中國古代如何紀年?並解決歷史課的年份問題。希望運用所學的正負數、絕對值、倍數與因數關係及一元一次式等觀念,並試圖找出一套規則來轉換年份的方式。

好「蝦」好「辣」好乾淨 -辣木籽與甲殼素淨水效應探討

「高分子蛋白」因無毒已慢慢取代化學混凝劑成為淨水材料新趨勢。本實驗探討辣木籽與甲殼素淨水效應探並找出最佳條件。結果:①泥水原水濁度去除率% :活性碳)(82.7% )> 甲殼素(82.3%)> 炭化辣木籽(66.3%)> 辣木籽(62.8%)>多元氯化鋁(61.3%)>明礬(40.9%) ②藍色染料色度去除率>80%。③最佳比例:活性炭粉:炭化辣木籽粉:辣木籽粉:甲殼素粉: =2: 2: 1: 1④.最佳pH範圍6~7.5,pH6.5濁度去除率97.5%、色度去除率93.1%。⑤Freundlich等溫吸附模式,顯示最佳最佳比例混凝劑吸附容量大,屬有利性吸附。⑥最佳最佳比例混凝劑銅離子飽和吸附當量qe=809.0(mg/g)。展望未來:為了永續生存,「高分子蛋白」混凝劑應繼續開發研究,讓它能推廣使用,使台灣以環保著稱,成為名符其實的福爾摩沙。

變吧!變吧!七彩霓虹燈!--探討靛胭脂的氧化還原

食用藍色色素靛胭脂的氧化還原反應有綠、紅和黃色變化,故稱紅綠燈反應。為研究此反應,本實驗自製簡易光度計與搖動機器人控制搖動溶液的幅度,降低手搖的誤差,並將兩者裝置組合以利量測反應時間、減少誤差。實驗結果可知葡萄糖與氫氧化鈉濃度越大反應越快,兩者混合後為使每次循環變色時間差異小,需先靜置約10分鐘,以形成足夠的葡萄糖酸。當我們更改還原劑種類,發現果糖的烯醇化速率比半乳糖及葡萄糖快,故變色時間最短。最後我們希望藉由減少化學試劑用量保護環境,嘗試以維生素C作為還原劑、小蘇打取代對環境較為傷害的氫氧化鈉,成功綠化使靛胭脂還原,但限於溶液pH值而僅能出現藍色轉變為黃綠色,若要出現中間態紅色則需要提高pH值。

亂石堆

生活中的各種小東西中都隱藏著一些規律的數型關係。有一天,我們在偶然的巧合下\r 看到小學MPM 上的一個九九乘法表,仔細一看,發覺裡面各數字間的排列有規律性,\r 和我們之前學的數型關係及現在學的等差等比數列很有關係,於是激發了我們的好奇\r 心,在數學老師的指引下,開始研究有關「級數」的東西。