國中組

我們以生活中多汁、具酸性的水果做為電解質溶液，利用不同金屬製作電池，發現鋅、銅二種金屬做為電極之電池，其電壓、電流較高，而水果則以蕃茄效果較好，為了攜帶方便，於是加入洋菜製成水果果凍，發現其電流、電壓未降低，且可增加使用持久性，因此製作出可攜帶且不漏液之「蕃茄果凍鋅銅乾電池」。在實驗中，也發現電極面積越大、電極距離越近、及70%濃度可提高電流值，但對於電壓則差異不大，影響電壓最大的因素則是金屬片的種類，另串聯電池可提高電壓，達到啟動電壓啟動電器，並聯電池則可提高電流，延長使用時間，於是我們利用串、並聯使電壓、電流達到電器所需之值，且實際應用於LED燈及鬧鐘，發現可使用長達二十幾天。

本次實驗主要是利用迷宮、顏色通道等來了解寵物店常見的三線鼠（加卡利亞倉鼠）（Phodopussungorus）各方面的學習、記憶、推理能力與對顏色的辨識能力。在測驗記憶及學習能力的實驗中，可從結果中看出三線鼠在未經訓練時幾乎都本能地走一路走到底的路線，而訓練過程中可看出三線鼠愈來愈常選擇「反天性」（碰到叉路就轉彎，也就是我們希望牠們學習的路線）。由此可得知牠們具有記憶能力與學習能力。得知三線鼠具有記憶能力與學習能力之後，再以各顏色通道測驗他們對顏色的辨識能力，以進一步探討三線鼠的辨色能力。最後從實驗結果得知，三線鼠能分辨人類可見光中波長較長的紅色和波長較短的藍色，對顏色的辨識具有學習能力和記憶力。

我們從網路上發現一種很有趣的陀螺，這種陀螺旋轉一段時間後，會快速翻轉過來並倒立旋轉。因此我們分成三部份來分析及探討其原理：一、對原型陀螺的基本物理性質分析 二、自製陀螺模型模擬分析陀螺倒立的原理 三、以自製倒立陀螺模型驗證倒轉陀螺理論。我們利用市面上賣的倒轉陀螺、乒乓球、黏土和馬達來進行下列實驗。第一，將買來的原型陀螺割開，並分析其重心位置、上下比例等構造。第二，用乒乓球和黏土模擬原型陀螺，改變其上下比例、重量、開口大小和中間段位置來分析陀螺的各種特性。第三，將乒乓球製成的原型陀螺，放置在馬達上，減少底部之摩擦力以便驗證上述結果。最後發現陀螺的倒轉和其重心偏移的角度有關。分析的結果顯示：陀螺重心偏下方，所以倒轉後，重心移到上面，會使重心到陀螺旋轉支點的連線與中心線的夾角角度變小，因此倒立的陀螺晃動會比較小，比較穩定；而陀螺正轉時，因重心到支點的連線與中心線的夾角角度較大，造成陀螺旋轉時的晃動也大，因此產生動摩擦力的時間也較長，這正是推動陀螺翻轉的力量來源。而倒立後，重心到支點的角度較小，不易晃動所以陀螺自然就翻轉過來了。

在家裡的廚房、浴室之牆壁還有學校公廁以及排水溝附近，常發現有一種不知名，看起來有點像小蒼蠅又有點像是小飛蛾的昆蟲，經過判斷此種昆蟲為蛾蚋，是害蟲的一種，其佈滿細毛的身軀，可能藏有散布疾病的危機。本實驗即是以”蛾蚋”作為研究對象，首先先了解並記錄其生活史，再以其幼蟲為對象，試驗在不同清潔劑的處理下對幼蟲的影響。藉此推斷在自然狀況中，幼蟲是否能生存在會出現各種清潔劑的積水環境中，並期望能對蛾蚋有更深的認識，提供日後防治上的參考。實驗結果可以知道蛾蚋是屬於完全變態的昆蟲，整個生命週期約為一個月，但會隨溫度與食物量而有所增減。在感受性實驗中可以發現，測試試劑中的漂白水與潔廁劑對幼蟲的生存造成較大的影響，在低濃度處理下(0.125%)即可讓幼蟲死亡，但幼蟲對洗潔精的感受性較低，以50%的洗潔精處理皆至少能夠存活6個小時。一般而言，家庭或學校使用清潔劑時，濃度並不會太高，而實驗結果顯示當清潔劑在濃度不高且短時間內並不會對幼蟲造成太大的影響。水溝中除了有這些清潔劑外，豐富的有機質是牠們重要的食物來源，所以在能忍受清潔劑的威脅而又有食物來源之下，如不特別對環境做較徹底的清掃，難以杜絕此害蟲的存在。

以氧化還原法處理實驗室重金屬離子廢棄物時，意外地在插了纏繞著棉線玻棒的量筒口發現了硫酸亞鐵鹽的攀晶現象，讓我們想了解與攀晶有關的物理條件─【表面張力與接觸角】，研究中我們獨創設計了幾種便宜、簡便、能精確測量及普遍推廣的裝置： 1.成本不到30元的懸吊式等臂輕量天平，左臂懸吊自製的銅漆包線金屬環，右側則以1/2冰袋集中承載逆滲透水滴當成液態砝碼。可測出液滴數與查表標準表面張力之間呈線性關係：T(dyne/cm)=2.4834X-12.673，相關係數高達0.9985。 2.第二代不等臂微量天平及配合擺動角度所需的弧形曲線板，可利用吊掛不同的圓環數來操控不同的承載物以落在更大的弧形角度範圍內，以提高測量的準確度。以10滴、15滴、20滴或25滴液滴數所對應的角度與查表標準張力之間呈線性關係：T(dyne/cm)=1.0507 X – 3.7771(10~20滴平均值)，相關係數也高達0.9998。 3.設計支撐Dino-Lite顯微鏡頭的八爪可調式角架，成功地組裝側照液滴接觸角的裝置，以MB-Ruler電腦角度板準確地測出不同液滴在不同的承載接觸面的接觸角。

我們上生物實驗課，正進行實驗3-1「 動植物細胞的比較」時，先以顯微鏡觀察水蘊草細胞的形態，再遵照步驟 3的指示，取出玻片標本，用電燈稍稍加熱，在高倍鏡下觀察，啊！奇妙的事發生了，剛才還是靜止的葉綠體，現在竟開始流動起來了，這時大家都感覺很興奮，想要探討更多關於葉綠體流動的知識，例如：為什麼葉綠體會關始流動？我們能否知道它流得有多快？是電燈泡中的光或熱來促使它流動呢？

在課堂中，老師提及黃金比例1:0.618，並說明黃金比例無所不在。這引起了我們的好奇，音樂是否也存在黃金比例? 本組計算熱門歌曲的副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值是否大多遵守黃金比例。也同時計算古典樂的部分，驚喜發現古典音樂的呈式部、發展部、再現部，而「至再現部的小節數」除以「總小節數」竟然也有黃金比例。接著，我們研究了十二平均律的等比關係與樂器中調音所需之頻率(即音高)關係，在其中，我們注意到「新維也納樂派」的十二音列作曲法竟可以以數學矩陣來表示！經由這些發現，我們試著應用在創作曲上，即使不是音樂家，也可以藉數學矩陣變換，大大豐富我們的樂句！原來 : 音樂是感覺中的數學，數學則是推理中的音樂，兩者密不可分！

2H2O(l) → 2H2(g) ＋ O2(g)是電解水實驗的化學反應式，而電解水時產生的氫氣與氧氣的體積比一如化學反應式中氫氣與氧氣的係數比為2：1；又課本上說兩電極的距離愈近，產生氣泡的速率愈大；以及除了迴紋針之外，是否還有其他更適合的材料能作為電極；本次實驗即針對以上三個實驗方向作進一步的研究。

當物質受熱時，內部會因為溫度升高而使分子振動得更快，分子間的距離變大，使得物質膨脹。當溫度下降時，物質內部分子振動得較慢，分子間的距離變小，使得物質收縮。大多數物質，包括固體、液體及氣體都具有熱脹冷縮的特性，以同體積而言，氣體膨脹最大，液體次之，固體最少。少數的特殊例子：水在一般狀況下也是熱脹冷縮，但在溫度從4℃到0℃時，卻是遇熱收縮，遇冷膨脹，即「冷脹熱縮」，這個奇妙的特性在大自然界中扮演很重要的角色。冬天時，當戶外氣溫低至0℃以下時，湖水結冰、體積冷脹、密度變小，即結冰的湖水比水的密度要小，所以，浮在水面上，使整個水面結冰，冰面下的水仍會保持一定的水溫，使得生活在水中的生物得以過冬。水是冷脹熱縮嗎?這樣說其實並不正確喔！水在4℃以上，都是熱脹冷縮的，但在4℃以下，因為要準備結冰，體積會慢慢的開始隨溫度下降而膨脹(熱縮冷脹)，在人的日常生活中，也有很多溶液具熱脹冷縮的特性。

重金屬離子具高毒性，是水汙染的檢測重點。一般檢測單位常以昂貴儀器進行測定，未配備貴重儀器的實驗室則常藉重金屬陽離子與某些陰離子生成沉澱反應或重金屬陽離子與某些錯合劑生成錯離子反應的方式來測定，但這些化學分析方法操作步驟繁複困難且均須於實驗室中進行。本研究基本上以重金屬陽離子生成有色的沉澱反應及有色的錯離子形成反應為基礎，研發出檢測試紙。利用重金屬檢測試紙的顯色，簡單快速地分析出水溶液中的重金屬離子種類，成為可攜帶、可在實驗室外操作特性的重金屬定性試紙。本研究並依據實驗結果，歸納出Fe3+、Cu2+、Ni2+、Ag+、Mn2+、Hg2+、Co2+等七種重金屬離子的檢測流程，並可利用多種檢測試紙來測試同一種重金屬離子，更提昇了鑑別的準確度。