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國中組

「甜」之有理—從影響番茄甜度因素到自製甜度計設計的研究

影響番茄甜度的因素可能很多,我們以較易實驗觀察的六種環境因子,作為研究對象,結果我們發現: 一、各組實驗甜度比較表: 組別 甜度大小順序 一、酸鹼鹽組 食鹽水溶液 醋酸水溶液 小蘇打溶液 二、廚餘肥料組 豆奶類 果菜葉類 澱粉類 三、水質組 礦泉水 自來水 水溝水 四、音樂組 宗教樂 搖滾樂 悲哀樂 五、葉數組 中葉 少葉 多葉 六、土壤組 沙土 黑土 黃土 二、自製甜度計設計: 在研究的過程中,我們發現市售甜度計有其缺點,激起我們自製甜度計的興趣,我們利用光在不同濃度,有不同的折射率,以半圓透鏡及雷射筆,設計自製甜度計 1.圖示:詳附件。 2. 說明: (1)溶液的濃度越濃,折射角度越小,越向上偏,在反射板上做記號。 (2)以0%、100%做始末點及部分濃度做甜度刻度。

木屑中的小精靈─倉鼠

本組研究的主題有二:(一)倉鼠的記憶(二)音樂對倉鼠生活行為的影響。我們利用兩種性質不同的音樂(弦樂與重金屬樂),在飼養倉鼠的環境中連續24 小時播放,觀察音樂對倉鼠生活行為的影響。實驗過後發現,節拍較快的重金屬音樂會帶給倉鼠不安全感;而柔和的弦樂則會使倉鼠行為懶散、不焦慮。另外,利用倉鼠走迷宮所花的時間長短,來尋找出倉鼠短期與長期記憶的時間。在此實驗中發現,倉鼠的短期記憶約7?8 個小時,而長期記憶約11?13 天。

交錯的深淺色彩─遮光對光合作用產物儲存位置之影響

「哇啊!居然有澱粉!這真的太奇怪啦!」 葉片被鋁箔紙包覆、沒有光線、不能行光合作用的部份檢驗出澱粉,有照光的地方反而澱粉消失了,這真是不可思議。因此我們針對植物特性進行分析、改變光照條件等影響因素,重複的進行遮光實驗。研究結果顯示,植物光合作用最終產生的澱粉是儲存在葉肉細胞與維管束細胞,而造成異常結果的原因,則與遮光時間有關。隨遮光時間增加,遮光區的澱粉量會先逐漸減少再逐漸增加。而照光區的澱粉量會隨遮光區澱粉的重新增加而減少,一直到遮光區的澱粉累積範圍接近分界,照光區澱粉才會重新累積,逐漸增加。我們發現了一個與課本理論相反的結果!

簡易直流馬達的研究

近年來環境污染的問題日益嚴重,尤其在城市要汽車飛馳所排出的度氣和發出的噪音,逐漸威脅到人類的健康。為了改善這個問題,般近政府大力推展以馬達為動力的電動汽車。我們對於馬達這方面的知識感到好奇,同時也產生了許多問題,璧如(一)馬達為什麼會轉動?(二)影響要馬達轉動的原因有那幾種?(三)能不能設計一種簡易的馬達?於是我們把這些問題講教老師 · 老師指導我們做以下的實驗。

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。

自然之鋁-廢鋁罐的回收與利用

日常生活中,隨處可見被拋棄的廢鋁罐,這些廢鋁罐若任其自然分解反應,約需一百年的時間才能完全分解,是一種不易被分解的廢棄物。然而為了我們的地球及後代子孫,我們應竭盡所能地加以回收,所以在這次實驗中,我們試著利用很簡單的方法來回收廢鋁罐,並探討不同環境因素(例如表面積大小、溫度高低)、溶液的種類(例如酸、鹼)對鋁回收率之影響。結果發現影響明礬速率快慢有:1.冰水浴溫度的高低2.溶液是否達到飽和3.放置時間的長短尤其明礬結晶之冰水浴溫度在-2℃時,結晶析出量可高達7.225 克;硫酸濃度在9M 時, 鋁的回收率最好,為83.2%。另外我們也觀察得到的明礬晶體,發現它為透明八面晶體。所以只要我們有心愛護環境,致力於廢棄物的回收,善用有效方法,將可達到資源的再利用, 減少環境的惡化。

利用「萌芽種子」探討植物的「呼吸速率」

記得在生物課木中曾提到一些有關影響植物行「光合作用」的環境因素如溫度、水分、光線、空氣成分等。在植物行「呼吸作用」時,是否亦會受到影響?結果如何呢?老師告訴我們植物種子萌芽時,呼吸作用非常旺盛,而且和人一樣吸收了O2,釋放出CO2。當化學課學到一些有關 CO2特性的知識時,我們想到若能將植物呼吸作用時呼出的 CO2加以收集,並測量有多小,應該可使我們對植物的呼吸作用有進一步了解。於是開始收集資料,請教老師。將所學的生物和化學知識相互配合,設計實驗,作以下的研究探討。

大聲公,不用錢—探討紙杯喇叭的外型與放置地點對擴音器效果影響

擴音器形狀怪異奇特的也不少,仔細聆聽,在不同地點藉由不同外型的擴音器所播放出的聲音,讓我們感覺其音色與音量上的微妙差異而萌發出了好奇心。以自製的紙杯喇叭進行實驗,有趣的探討。發現如下:一、底面積與長度的愈大,其音量隨之提升;在三種形狀的比較,正方體的音量最為大聲。二、為厚度愈厚,音量有愈大,音色也愈感宏厚,難怪現在的擴音器愈做愈厚。三、非空曠空間中,紙杯喇叭所播放出聲音的音量竟然比在空曠地點大聲。四、各種不同外型的擴音器各自有其適合自己的聲波頻率範圍;依結果可知,外壁長度愈長的紙杯喇叭所適合的頻率愈高,長度愈短則反之。

會發電的夾心餅乾(致冷磚發電)

從科普文章中得知道“當兩種不同材質的導體或半導體相接形成迴路,且此兩個材料有溫差存在時,此連接的迴路會產生電位差與電流。我們突發奇想,如果將致冷片製作成日曬發電磚,結合水塔水流管散熱,那麼太陽曝曬外牆的熱經由發電磚就能發電。我們將四片致冷片、銅片和一些材料製成發電磚並進行熱源模擬及冷面散熱,實驗數據證明當有溫度差25℃時的1米平方大小的發電磚可有90W的發電功率,即0.09度(KWh)的發電量。進一步加上電子升壓電路模組及一些電子元件,將此實驗結果製作幾個實際應用案例,來點亮LED燈板; 手機充電; 溫差動力小船及溫差發電手電筒等。在未來當致冷片材料的熱電優值(ZT)有突破性的提升時,用致冷片發電是具備環保且商用化的發電方法。

數學與遊戲

張鎮華教授在文章[4]中介紹威氏遊戲(Wythott’s Game):文章中提到安全殘局所成的集合Sw為 {(1,2),(3,5),(4,7),(6,10),(8,13),(9,15),(11,18),(12,20),(14,23),(16,26),…}。將這個集合中元素第一個座標的數所成的集合命名為A,而將第二個座標的數所成的集合命名為B,設其為A={a1, a2, a3,…}, B={b1, b2, b3, …}, 可以發現集合A和B滿足性質(1) A∪B=N ; 性質(2) A∩B=ψ;性質(3)數列是等差數列 ( bk- ak, k=1, 2, 3,…)。在這個研究計劃中,可以分成數學與遊戲兩部份:(一)數學部份:我們從不同的角度來介紹下列四個集合,並證明它們都相等。1.令{αs |集合S(αs )T(αs )= N?S(α)={[k(αs + s)] | k =1,2,3,…}滿足性質(1), (2), (3)},其中S(αs)={[kαs ] | k =1,2,3,…},T(αs ) = N?S(α)={[k(αs + s)] | k =1,2,3,…}。2.{αs | ([kαs ] ?[(k ?1)αs ] = 2 k=1+ (s ?1)n + [nα]), s=1,2,3,…}。3.{αs | 1/αs +1/(αs + s) = 1, s = 1,2,3,...}。4.{(2- s+√S2+ 4) / 2 | s = 1,2,3,...}。(二)遊戲部份:研究變型(第二型)威氏遊戲和推廣的三排威氏遊戲,利用我們學會的方法來找及證明這兩個遊戲的所有有利位置。下列三個集合都相等,同時它們都和上面的集合有密切的關係5.{X | X ?1/ X = [X ]}。6.{Xs | Xs- 1/Xs= s, s= 1,2,3,...}。7.{(s+√s2+ 4) / 2 | s = 1,2,3,...}。