全國中小學科展

國中組

探討人造彩虹及雲霧雪露罐之製造

經常在陣雨後看到天空高懸著彩虹,常覺自然界的奇妙,同時看到天空中的雲彩隨時千變萬化,甚至早晨露珠以及晨霧等之各種現象時時地誘惑著我們,一股求知慾望之推動,想探究此自然界的大學問。馬克吐溫有一句鳥言,到現在常被引用:「人們見了面總喜歡談論天氣,但是卻很少人去設法了解天氣。」氣象學是一種專門的學問,想要把它研究透澈,很不容易,然而我們藉著許多經過特別設計的簡單儀器,一一將此大奧秘,剖析出來。

簡易定量法探討溫度、酸鹼度與活組織 的關係

國中生物課本中曾提示唾液與澱粉作用轉變為糖可用本氏液與柄作用之顏色變化來比較唾液酵素活性,但因比色法準確度較低,且酵素種類多,功能不同,非任何酵素均可與澱粉作用,因此比色法不適廣用。本學期上化學課,老帥教我們用雙氧水加二氧化錳(催化劑)製氧,實驗中手沾了雙氧水起很多氣泡,老帥告訴我們那是生物體內含有各種酶(酵素)的關係,它與二氧化錳一樣都是催化劑。於是數位志同道合的同學一起合作探討不同物體的酶存在情形,實驗過程中發現很多生物體與雙氧水作用生成人量的氧氣,並可用排水集氣法收集,但部份泡酸鹼友熱處理過之生物體,則與雙氧水作用生成氧氣量有顯著的減少,於是引起了我們想要揭開溫度與酸鹼度及活組織酶的神秘關係。

氧樂多-雙氧水的研究及新反應器的研製

我們進行理化實驗時,發現在雙氧水中加入二氧化錳將快速分解產生氧氣,且能以排水集氣法收集氧氣;但需要添加多少的二氧化錳和雙氧水才恰當?除了二氧化錳外是否有其他的催化劑呢?到底影響雙氧水分解因素有哪些呢?這些疑問促使我們想要更一步設計實驗研究,並設計製作簡易優良的雙氧水反應器,以節省藥品用量,且有效的進行燃燒實驗,符合實驗環保化的要求!

約瑟夫問題之來去生死間

在約瑟夫問題中,假設有n人排成環狀,順時針編號1到n號,從頭開始,以保留、殺掉、保留、殺掉……的方式,到最後一號時直接繼續繞圓並保持規律,找出最後的存活者。而本研究將繞圓的順序改變,把原本應持續轉繞下去的殺人順序,到剩餘的人中最大號和最小號時回頭反方向旋轉。持續此規律,並延伸至留一殺s及反序殺留(殺s留一),尋找總人數n和最後存活者f[n]的規律。

「磁」魚之殃—區域性蓋斑鬥魚磁場中的行為探討

地球具有磁場,地球磁場影響了許多生物的棲息及遷徙行為。本研究透過外加與地磁方向不同的磁場,來了解蓋斑鬥魚的各項行為是否受外加磁場干擾影響。實驗發現外加磁場下:蓋斑鬥魚的方向判別能力降低,常有錯誤情形:蓋斑鬥魚的方向判別能力降低,常有錯誤情形:蓋斑鬥魚的方向判別能力降低,常有錯誤情形:蓋斑鬥魚的方向判別能力降低,常有錯誤情形發生;牠的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長,次數也減少;的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長,次數也減少;的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長,次數也減少;的覓食行為在磁場干擾下所需時間增長,次數也減少;蓋斑鬥魚的胸鰭、尾擺動次數蓋斑鬥魚的胸鰭、尾擺動次數蓋斑鬥魚的胸鰭、尾擺動次數幅度也受其影響;變得比較好動,不會長時間停留在同一位置。我們也發現蓋斑鬥魚的某些行為與外加磁場沒有太大關係。例如:無論。例如:無論。例如:無論。例如:無論有無外加磁場,其都喜愛較暗的地方;偏愛深色、喜歡溫暖的水域好棲息在底部習慣逆流而上。此外蓋斑鬥魚的記憶能力也不受外加磁場干擾。

為草莓族打氣!--探討如何利用化學調氣方法延長草莓的保存期限

草莓是外表光鮮,易壞的水果,透過「調氣包裝」(脫氧並增加二氧化碳)的方式,可以延長草莓的保存期限,本研究希望透過藥品的轉換,找出更生活化,更實用的調氣藥品,經過實驗發現,在500ml 容積中,脫氧包速率最佳的配方為:o-buster 脫氧包三包內容物(已置放於空氣中三週以上,約6.90 克)+食鹽4 克+活性碳粉2 克+水1ml;增加二氧化碳速率最快的配方為(小蘇打粉 3 克 + 檸檬酸 5 克 + 3 滴水),以此配方放大五倍後應用於生活中的密封保鮮盒中(2500c.c.),置於室溫下,可以延長草莓的保存期限至存放7 天後仍然保有新鮮不腐敗不發霉的成效。

穩定磁場中帶電離子的移動速率

帶電粒子在均勻磁場中的移動,會受到磁力的交互作用,藉以改變電解質的濃度、磁場強度以及電解液中的電流強度,溶液中的帶電粒子便會產生不同的移動速度,經由簡單的實驗設備,讓溶液中的電子受磁力作用進而偏轉,再去藉由所量測的時間以及圓周運動的圓周長藉以推算出電解質在磁場中的移動速率,推論出,當離子的移動速度越大以及外加的磁場越強,溶液中帶電粒子本身的因磁力所造成的向心力也就越大。且電解質溶液導電後,在不同濃度時測量其電壓及電流來討論電阻值與不同濃度間的變化關係。

費伯那西?盧卡斯?向日葵到底愛誰?

利用生物的幾何性質,歸納出生物成長的特殊規律性與數學幾何的密切關係。再針對菊科類植物花盤內螺旋線數量的獨特性質,去探討並推論其順、逆螺旋線數和費氏數列( Fibonacci Sequence ) 以及盧卡斯數列 ( Lucas Sequence ) 的特殊相關性,及其形成此規律性的原因。並藉由Maple執行各種不同發散角所模擬的花苞生長情形,來解釋為何黃金角是造成花苞排列緊密的最佳發散角。

看看誰最「錳」

過錳酸鉀是一個常見的氧化劑,它具有很好的氧化力,在實驗室中最常見的就是利用過錳酸鉀來檢驗草酸、乙醇或雙氧水含量。 我們在檢測乙醇的含量時,發現滴定過程中會產生二氧化錳的沉澱。過錳酸鉀氧化力隨硫酸濃度上升而增加,氧化力也隨pH值下降而變強。在乙醇過量時,以本氏液及斐林試劑檢測,發現有乙醛的存在。

實驗設計,利用注射筒測液體的壓力

(一)當理化課在研究液體壓力時,我們很難瞭解當容器形狀不同,底面積不同,但若盛放水深相同時,各容器底面積所受壓力會相等。 (二)課本以規則形狀容器(圓柱形)按P=F/A(壓力等於單位面積上所受總力),推導出P=hd(液體壓力等於液體的高度乘於液體的密度),但不規則形狀之容器就無法推導出,且不規則形狀之容器底部所受的壓力亦不等於液體重除以底面積。