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國中組

奮發向上的毛毛蟲

本研究利用塑膠投影片、吸管、黏膠等材料,以自製的簡易風洞測試單片翼的升力與水平推力,進而探討不同變因對雙滑管、連結雙支架之翼片爬升力量的影響,成功使用三滑管連結兩組雙支架製成一個能伸展與收縮、有節奏向上爬升的M型毛毛蟲翼片。我們又改變M型毛毛蟲的大小比例,在不同的風速下分別測試其爬升速率,發現毛毛蟲越大隻,其爬升平均速率受風速變化的影響越明顯(爬升速率變化趨勢線斜率越大)。最後我們嘗試增加背腹翼的寬度,以增大翼片面積提高升力,成功做成一隻能伸縮爬升的雙M型(三節式)毛毛蟲。

生石頭??-草酸鈣結石溶解度的探討

實驗證實:富含草酸與鈣離子的食物共同食用,並不會增加體內產生結石的機率、在檸檬酸根與鉀離子出現時或加熱,皆會使草酸鈣的溶解度變大、在磷酸根離子出現時,會使沉澱量變多,增加結晶體的量。患有草酸鈣結石的病人,可服用含鉀離子、檸檬酸根離子的食品或是藥用抗壞血酸來預防結石生成、若多食用富含磷酸根的食物,會使鈣離子與磷酸根結合成磷酸鈣形成晶種,使結石產生機率上升。

埃及吹綿介殼蟲的生存之道~蠟泌物與蜜露排除機制探討

校園植栽上有白色綿絮狀生物,經調查和觀察後發現是埃及吹綿介殼蟲(Iceryaaegyptiaca)。一齡若蟲行動活躍找尋適當棲地後行固著生活,以絲狀口器吸食植物汁液。本研究調查埃及吹綿介殼蟲在榕樹及紅雀珊瑚的分佈位置,並比較蟲體各齡期的形態及蠟泌物分佈,結果發現蠟泌物有強疏水性,由長形、弧形和圈圈狀纖維構成,成蟲體側左右各10根蠟絲,蠟絲長度約體長1~2倍,具保護、偽裝、防雨、保護卵和一齡若蟲等功能。一齡和二齡若蟲背部尾端有蠟管,直徑約人類頭髮的1/5-1/6倍,會不斷由基部向前延長,速率約3.5mm/天,蠟管末端會排出葡萄糖含量極高的蜜露,藉蠟管的延長和斷裂可將蜜露排離身體;三齡至成蟲不具蠟管,但全身布滿疏水蠟泌物,蜜露排出後直接沿蠟絲滑離身體。

算術平均數、最小二乘方及方差

人類為了要了解或描寫自然現象,常採用一種「逼近」的過程來處理問題。比如某位同學使用一尺來量取一線段長幾次,結果產生每次的讀數都不相同,此時產生逼近解的問題。又比如有四支 50 公分左右的尺,每次使用兩支來量取一公尺左右的線段長,亦產生類似的問題。然而這些「逼近」解的可靠性到底如何?我們則用方差來權衡之。

水中的甜甜圈---渦環運動的觀察與研究

渦環是生活中一種很有趣的小玩意兒,就和煙圈類似,有它形成的原理和條件。然而,要描述它的運動模式,或是探討不同因素對渦環造成的影響,似乎不甚容易! 所幸,現在物理的教學資源豐富,我們使用現代化記錄器材與免費物理運動分析軟體-Tracker,使得我們不需用昂貴的實驗器材,也可以針對渦環的運動作準確的研究。 我們想知道液滴從不同高度落入水中,對於渦環的最大深度、垂直下降速度與環部的直徑擴張有何關係?不同的水溫或在水中加入清潔劑,對渦環有什麼影響?液滴在任何高度滴落水中都會形成渦環嗎?液滴重量與最大高度有何關係?是否可以在其他方向注入液滴而形成渦環?經過一系列的探究活動之後,讓我們對於渦環的運動有了更深一層的體認。

光芒萬丈—探討色光的性質

有一個科學小遊戲,將濾油網對向光源可看到美麗的光譜。我們對此現象感到好奇。國中自然課本中有一個色光的實驗,將白光透過玻璃紙的濾光和色紙的反射,可看到不同的顏色,我們的實驗結果卻不符合課本內容。於是想用光柵片來分析色光,探討實驗的問題。我們實驗的結論如下。雷射光是單色光,其它的光源如太陽光、日光燈和LED燈都不是單色光。玻璃紙的濾光功效不完全。色紙反射白光的功效和角度有關。以兩條上下並行的狹縫和光柵片所產生的光譜進行混色,得到與課本相同的結果。利用光柵繞射方法,可以求出蒸餾水的折射率,對照利用入射角與折射角求折射率的傳統方法,所得到的結果相當一致。

我們的觀察---硼砂對生物的影響

我們從報紙、雜誌及華視“跳動七十二”節目報導中知道,目前許多食品均以硼砂、硼酸做為防腐劑,如果長期攝取,將導致硼的蓄積,便人體引起紅斑、嘔吐、腹瀉、循環系統之破壞、休克、昏迷、腦驚厥等病症,因此引起我們的好奇,硼砂、硼酸真的這麼可怕嗎?

Golden House……Perhaps!

之前學到了畢達歌拉斯(Pythagoras)著名的畢氏定理,深入了解,發現他更是提出了黃金比例的人。由於我們對黃金比例的好奇,而且為了確認黃金比例是否潛藏在我們身邊,我們特地到大溪著名的武德殿與大溪橋,測量它的長與寬,最後我們發現武德殿和大溪橋拱門都存在著黃金比例,這個結果讓我們大吃一驚,因為這和我們在網路上搜尋到的資料——長寬比或高寬比為2:1,大相逕庭。最後我們小組決定,依造著黃金比例,打造出屬於我們的新天地,我們利用這個數字製作出我們的建築,將所有一切都完美化,從最基底的土地面積一直到細小的窗櫺構造,只要是能遵循著黃金比例的形狀,我們都會盡力做到,期待我們的成果吧!

低頻電磁波對生物的影響

探討家電用品所產生的低頻電磁波是否對人體造成威脅,經過觀念的澄清後從四個方向來討論。1.將綠豆放置在不同電器用品旁;2.將綠豆放在同一種家電用品旁但是改變家電用品的數量;3.將綠豆放在家電用品旁,但是改變他們之間的距離。以觀察綠豆的發芽及生長情形。4.利用自製的防磁材料,看能不能有效隔離磁場。實驗結果發現磁場越強,綠豆的生長越不盡理想。但是在某個磁場臨界點以下,綠豆的生長將不受影響。自製的防磁材料以烤肉用鋁箔紙、鐵絲籠效果最佳,其中鐵絲籠網目越小,防磁效果越佳。

排笛 DIY 及其聲學原理

在管的開口端吹氣,不論他端為開啟或為閉塞,管內的空氣即會振動而發出聲音,這現象的解釋如下:如右圖為一端封閉的管,有一縱波由管的開口端進入管內。此縱波若為最簡單的正弦波。當波到達閉端時,即被反射,故管內會有兩方相反方向的進行波重疊。此兩進行波的振幅、頻率及波長均相等,此兩反向而行的波合成一駐波。 因閉端附近的空氣不能往閉端外移動,故其位移為零,即為縱波駐波的波節。而開口端附近的空氣,振動位移最大,故為波腹。由上圖得見,如管的一端封閉,管長為L,在管中形成駐波的條件為, L=λ/4、3λ/4、5λ/4 、、、或L=n λ/4(n=1、3、5、、、、)故閉管所產生的頻率f=V/λ=nV/4L(n=1、3、5、、、n=1 的頻率稱為基頻,n>1 的頻率稱為泛音),式中的V 乃聲波在空氣中的傳播速度(V=331+0.6t),測量L 及t,可得f。