全國中小學科展

國中組

音箱 別有洞天

本研究自行發展了自製音箱與撥弦工具,並試圖對不同形狀的音箱、不同的音孔數和不同的音孔形狀進行操縱,最後我們獲得了16組實驗數據並進行交叉比對,同時對各種組合音箱的最大響度進行比較。結果發現最大響度順序為:正方形音箱搭配正方形單孔音孔板>長方體音箱搭配正方形雙孔音孔板>橢圓柱體音箱搭配正方形單孔音孔板>圓柱體音箱搭配正方形雙孔音孔板,由此得知:底面為矩形的音箱>底面為圓形橢圓形的音箱,且單孔效果較雙孔好,正方形音孔表現最佳。

廣義3階魔方陣之研究

一. 找出廣義3階魔方分5型各別計其數MA(t),MB1(t),MB2(t),MC(t)及MD(t)將排和t依序由0,3,6,…到144表列此5型數量,及衍生之H(t),M(t),S(t),SB(t),SC(t),SD(t)數量。 二.用二次函數假定或階差數列求和,推測H(t)及M(t)公式,導出S(t)公式。 三.用位元分析:(一)推出MA(t),MB(t)及MC(t)公式。(二)掌握D型特徵,但暫用階差數列推測MD(t)公式。(三)推出H(t)公式。(四)藉MA(t),MB(t),MC(t)及H(t)論證MD(t)公式與(二)的推測吻合。(五)藉MA(t),MB(t),MC(t),MD(t) 推出M(t)公式符合先前推測。(六)附帶推算SB(t),SC(t),SD(t)公式。 四.討論延伸至4階魔方的作法,並探索用3階建構6階及9階。

窗戶在開與不開之間

本研究主要探討如何改善日照造成室內居住悶熱不適的方法,經各項相關實驗後,進一步設計出由arduino控制之低耗能環境舒適系統裝置。 首先,先針對不開窗之室內環境如何降低居住不適性進行實驗探討,根據實驗結果發現將窗戶貼上具反光效果之隔熱紙效果最佳;然後,針對開窗之室內環境如何降低居住不適性,發現百葉窗扇葉寬度越小、夾角越大且具反光效果時,室內溫度升高較緩慢而透光率也越高;接著,探討在室內其他壁面增設通風口及主動吸排風裝置之可行性;最後,根據以上研究結果,設計出低耗能環境舒適系統裝置。

飲料黑白配「胃」何「藥」不得-飲品對於制酸劑藥效之影響

小時候因為藥苦,想用飲料蓋過,又聽說「藥苦可以配果汁」,但真的可以這麼做嗎?本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物,透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係;此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品,分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現:傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下,這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力!因此,根據我們的結果,多飲用冬瓜茶,不僅能使胃中的pH值提高,也能提醒國人重視這個古老的傳統食品!另外台灣人泡茶文化風行,若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

「銅」「矽」合力-探討不同條件下矽藻土吸附銅離子的差異

本研究探討「矽藻土」對重金屬吸附的特性,利用其高孔隙率以及其他性質來吸附重金屬,並改變不同的變因來觀察其對重金屬吸附的影響。 首先,我們探討不同矽藻土的狀況對吸附量的影響,發現使用2g矽藻土靜置24小時吸附銅離子的效益最高,當溶液50℃時吸附量最大、吸附速率最快。在不同種類矽藻土的吸附效果比較中發現農業用的吸附效果最好,但工業用矽藻土吸附性價比最高。另外我們觀察不同溶液特性對吸附的影響,發現背景電解質濃度愈高,吸附效果愈差;矽藻土吸附銅離子的能力會隨著溶液的pH值降低而變差,並以此原理反脫附矽藻土進行再利用。最後使用氫氧化鈉改質矽藻土,發現改質後矽藻土的表面特性會隨之改變,進而增加對銅離子的吸附能力。

旋風登台,引領流「型」—探討台灣島嶼地勢對颱風流型變化之影響與模擬

為了分析颱風是否受到台灣地形影響而改變風場,本研究分析近20年間29個西行颱風,以全台20個測站風向資料,繪製流型圖,將颱風在不同位置時的環流特徵進行分類,也製作氣流裝置搭配保麗龍沙模擬各種流型。我們一共分出12種颱風流型,選擇路徑1~5號西行颱風進行流型分析,颱風離台灣較遠時(123.5∘E),有尾流區或背風渦旋產生;離台灣較近時(122∘E),不同位置有顯著的流型差異;過山後(120∘E),在其餘位置也都有地形效應;1號路徑颱風,氣流主要由南沿山往北吹;5號路徑,氣流主要由北沿山往南吹。實驗模擬,用乾式氣流場搭配保麗龍沙在直進型、螺旋型氣流場中觀察滯流區及尾流區等結構,使用熱線式風速計,並繪製等風速圖獲得與實際流型資料相似結果。

任給n個正整數邊長可形成的三角形數及其由最少至最多數目歷程討論

在本篇文章中我們將討論任給n個正整數邊長可形成的三角形數目,以及由最少至最多數目的例子建構歷程,而討論這個問題也牽涉到在一線上建構不同的圓,利用不同的圓及圓心之間的關係來討論出例子建構歷程,也利用幾何關係證明出一些相關定理。

消聲匿跡

我們用不同面向探討可能影響氣槍聲音大小的變因,卻發現預設變因中,只有扣下板機的速度是重要的,其它的變因氣壓不同、槍管長度、槍管粗細、氣壓腔大小等竟然和預期的不同,沒有什麼明顯的影響力。 我們希望保持氣槍的威力,並同時降低槍聲的音量,參考相關設備及文獻後,提出不同解決方案,但因為自製氣槍的子彈是套在槍管外,與一般內嵌式的槍隻不同,導致一般使用的方法並不適用於此,最終發現加上外套管即能有效地降低音量,並提高射程。

氣球般的鯊魚~沙勞越頭鯊繁殖解密

本研究主要著重於台灣西南海域的沙勞越頭鯊(Cephaloscyllium sarawakensis),又稱為沙勞越絨毛鯊)。透過在高雄梓官區的蚵仔寮下雜魚場將近二年的觀察和採集,記錄沙勞越頭鯊的數量、大小、性別等重要資料,再透過數據分析,推算出牠的繁殖週期。近期學界發現沙勞越頭鯊特殊的生殖方式-持續單一卵生(sustained single oviparity),我根據這個理論分析採集紀錄的數據推測沙勞越頭鯊的產地及繁殖季節,而且我在將近兩年的調查記錄沙勞越頭鯊發現了牠們有不少特點。文中可以完整地把我這近兩年來調查記錄的所有發現一一陳述。

電學番外篇─「液體導線」導電性質之探討與科學遊戲之設計

電解質水溶液導電(解離說)及金屬導電性質(歐姆定律)都是科學的基本知識與概念,本研究藉由一部電影的趣味情節「尿液導線」發想,將兩者相互結合,以「電解質水溶液」作為基本電路導線,設計實驗進行導電性質之探討,研究結果發現:驅動液體導線導電的電壓有最小值,液體導線的導電性質明顯具有「依數性質」濃度越小的液體導線與「歐姆式電阻」相似,當溫度及濃度越大時,則導電性質越趨穩定,且導電離子的移動與「重力作用」及「液體運動狀態」無明顯相關,導電性質與「溫度」、「截面積」及「濃度」有正相關、而與「長度」有負相關的關係,此外;研究者依據實驗結果設計一項「液體導線」的科學遊戲,提供簡易操作及演示分享。