全國中小學科展

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國中組

裝『蒜』

本實驗探討大蒜各部位的抑菌及抗氧化的效果,並與薑、蔥和維他命C比較,研究發現對黴菌的抑制以蒜頭最強;大蒜葉最小;實驗發現,蒜頭抗氧化濃度22200(ppm)及蒜葉22200(ppm)的效果最好,蒜莖6660(ppm)的效果最差;在pH=11的環境下,各組抗氧化的效果都增強,而在pH=2的環境下,各組的效果則明顯減弱;溫度對抗氧化影響: 溫度上升後,對大部分實驗組影響不大;添加鹽水、蘇打水與辣椒水對蒜頭、蔥根、老薑的抗氧化效果皆有提升,添加10%米酒對蔥根的抗氧化提升12.4%,白醋對蒜頭、蔥根與老薑的抗氧化效果下降,添加10%葡萄酒對大蒜、蔥根與老薑的抗氧化效果提升40.0~76.2%,10%啤酒對對大蒜、蔥根與老薑的抗氧化效果提升16.7~44.8%。蒜頭和蒜莖的食品防腐效果最佳,可持續10小時不變色,蔥根和南薑二年生的效果最差,4小時就變色;蒜頭、蒜根、蒜莖和蒜葉的效果有明顯不同,而蔥根、蔥莖和蔥葉的效果也有不同,可見同一植物中,不同部位的抗腐壞效果也有所不同。本實驗成功做出蒜頭、蔥根、老薑及維他命C的抗氧化濃度檢測線,蒜頭汁的檢量線 y=0.002x-0.010;老薑汁的檢量線 y=0.008x-0.034;蔥根汁的檢量線 y=0.008x+0.028 ;維他命C的檢量線 y=0.002x-0.049 ,並以分光光度計校正碘液滴定量,減少人為實驗誤差,將老人家的智慧用科學加以驗證,證明蒜頭、蔥與薑都有良好的抗氧化效果。

「震不震」的住

本研究是探討與地震相關的阻尼器現象,並運用簡單的器材來設計簡易的地震模擬振動平台來測試阻尼器的效用。實驗是用台車、彈簧、樂高積木板來建構地震模擬振動平台,樂高積木來建構建築物模型,砝碼來模擬阻尼器,結果如下:一、利用彈簧拉力,讓地震模擬振動平台能水平來回擺動,模擬水平移動的地震。二、懸掛式砝碼(似擺錘)能減少建築物搖晃情形,且砝碼移動方向會因慣性而與建築物移動方向相反。在改變砝碼重量的實驗中可以發現砝碼越重,越能減少建築物搖晃的情形。三、固定砝碼重量,改變砝碼位置的實驗中發現,砝碼擺放位置越高,越能減少建築物搖晃的情形。實驗結果可用以解釋台北101大樓中重達680公噸大圓球阻尼器設置於88-92樓的原因。

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。

大珠小珠落玉盤:圓珠顯微鏡的製作與研究

本研究首先學習自行燒製玻璃圓珠,在研究二.中經實驗及光學理論得知,圓珠具有聚光、放大的效果。球徑等於厚度,屬於厚凸透鏡。由研究三利用測量裝置及造鏡者公式,取得焦距 f,發現,球徑越大,焦距越大。在研究四.五中根據焦距 f 值,製作七個放大鏡頭,再組合成一台玻璃圓珠顯微鏡。依序觀察水綿標本,再列印於紙上,實際測量水綿管束放大尺寸,發現,球徑越小,放大倍率越大。並與複式顯微鏡觀察倍數互相對照,驗證了自製圓珠顯微鏡具有接近 19 倍至 208 倍的放大效果。最後連接數位攝影機及電腦,可以即時觀看微生物活潑、生動的影像,並作畫面擷取、影片儲存。

步步高升 – 證明空氣中氧氣含量及新反應器研製

在理化課程提到「空氣中的氧約占空氣的1∕5」,但老師所提及的各項實驗,我們一一重做一遍,過程中發覺存在不少問題;例如採用悶熄蠟燭的實驗方法,似乎無法驗證這樣的結果;即使改以鋼絲絨生鏽方式驗証,至少也得花費將近一天的時間;因此我們想出新的反應裝置,以鋼絲絨通電使其燃燒的方式,發現可縮短實驗時間並達到準確驗證的目標。

火龍吸水、柚造奇蹟 ̶ 探討果皮製成可生物降解的吸水材

本研究利用火龍果皮與柚子皮經交聯反應後,成功製成可生物降解的吸水材,進而應用在生活中的吸水杯墊與吸水土,可提供土壤保濕性與營養量。研究發現:(1)果皮種類效應:①飽和吸水量:火龍果>柚子皮。②吸水速率:火龍果皮>柚子皮。③最大吸水倍率達自身重量2.3倍。④果皮顆粒效應:顆粒愈大,孔隙率愈高,則吸水率愈高。⑤纖維效應:添加衛生紙5g最大飽和吸水量達145.5克。⑥果膠效應: 添加柚子果膠5克,增加17.3%耐壓性及23.4%彈性。⑦盆栽保水性:添加吸水材2片,濕度半衰期天數達 6天,每週植物生長高度2.8公分。⑧單片吸水材發酵後會產生氨氮濃度約2-3 mg/kg,有機質約0.9-1.2%。環保吸水材不只豐富農業廢棄物的應用性,更增加對地球友善的價值性。

「硫晶」歲月—自製偵測器探討硫代硫酸鈉與鹽酸之反應速率

本研究利用光敏電阻、可變電阻、比較器、LED光源、蜂鳴器及電路開關等,設計一個簡單又實用的微型反應速率偵測器,進而以此裝置探討影響硫代硫酸鈉和鹽酸反應速率的各種變因。首先,改變硫代硫酸鈉溶液的濃度,實驗得知硫代硫酸鈉的濃度與反應速率約為一級反應;接著,改變鹽酸溶液的濃度,實驗得知鹽酸濃度與反應速率約為零級至一級之間;再者,當溫度升高時,反應速率明顯加快;之後,我們研究添加清潔劑對硫晶體堆積的影響,結果清潔劑明顯延遲硫晶體的堆積;最後,我們又研究添加金屬鹽對硫晶體堆積的影響,結果亦產生延遲現象。為了更精確觀測反應過程中,硫粒子的粒徑變化情形,我們又以動態光散射儀(DLS)發現硫粒子從奈米級漸漸堆積長大。

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。

小而省的高效率鋅銅電池

課本中關於鋅銅電池的實驗其裝置複雜而且效果不佳,電流過小(約2mA),我們嘗試改良鋅銅電池的裝置予以縮小簡單化、增大電流,使電池足以讓LED 燈泡發光,增進實驗效果並減少藥品的浪費,並利用隨手可得的器材來製作各種小型鋅銅電池,最後發展出密閉不漏可隨身攜帶的鋅銅電池。

追!追!追!~多邊形追逐軌跡之探討

http://jwilson.coe.uga.edu/emt725/Four.Dogs/four.dogs.html數學網站有以下此問題:「有四隻狗分別位於正方形的頂點上,在同一時間開始以同一速率依逆時針方向追向下一隻狗,求每隻狗所留下的軌跡形狀及此軌跡的長度。」當我認真尋思此問題時,發現這是個非常有趣複雜的數學謎題,可視不同的給定條件而變化多端,於是開始了這趟有趣的數學之旅。