全國中小學科展

國中組

環境因子對水蚤影響之研究

生物課本上冊實驗 1 - 2 利用顯微鏡觀察水中的小生物,使我們了解到,生物分佈的廣泛與多釆多姿,引起我們對觀察水中小生物的興趣。實驗觀察過程中,我們常可以在採集水中,看到一些長得圓嘟嘟的水蚤。由於在觀察過程中產生許多疑問,因而引發我們去飼養水蚤,並進一步探討各種環境因子對水蚤所產生的影響。

是誰在古蹟上打洞---防潮及古蹟保存的研究探討

我們參觀了有87年歷史的「北投溫泉博物館」,在大浴池走道外側離地30cm左右的上,發現了一排很奇怪的洞孔,而簡章中的解說標題是「北投溫泉博物館吊點滴」,說明那洞孔是防潮藥水的注射孔。我們仍然有些不解,是不是所有的建物都這樣防潮呢?還有沒有便好的防潮方法?而洞內又隱藏著什麼玄機呢?到了學校後我們討論這一連串的疑問,引發了我們的好奇心,究視是誰在古蹟上打洞?於是我們便展開了防潮及古蹟保存的研究探討。

數中有畫,畫中有數

古人說:「詩中有書,畫中有詩。」要是能變成「數中有畫,晝中有數。」那該多麼有趣,所以我就在以國中程度的範圍內,去找尋一群數學的式子,希望這些式子可以實現。也許你會想到,在畫圖的遊戲中有一種數字連連看的遊戲,從這裡我們得到了一個靈感「一般的簡易圓形,可以用若干條線段來連成。」

圓起?圓滅?---泡泡家族的一生

利用含有「界面活性劑」洗衣粉、沐浴乳、洗髮精、洗碗精和肥皂,調配成水溶液後可降低水的表面張力而形成泡泡。當溶液溫度改變,生成泡泡的成功次數受影響,代表表面張力的大小受溫度高低影響,溶液的濃度和外在環境的度也會影響泡泡的持久度。一般而言,濃度大、溼度大皆可延長持久秒數,但在濃度方面,我們要加以考慮過飽和溶液所造成的影響。而「非表面活性物質」NaCl、NaOH 加入溶液,會使表面張力升高而無法形成泡泡。當兩個泡泡接觸時,如果兩個泡泡的內壓力差超過其相黏膜張力所能承受的範圍時,就會因相黏膜破裂而使泡泡結合。酸鹼程度的不同,對生成泡泡的高度也有影響,大致上,接近中性的溶液泡泡高度就較高。利用自己製作的內壓測定器,觀察泡泡生成時兩端水位改變後的差異,得知泡泡的內壓力大於大氣壓力,也就是產生泡泡時要提供足夠的壓力差(過量壓力)。

氯化氫分析法之材料選擇與改良研究

在國中化學課本第二冊第七章第二節,提到分析 HCI 中含有H 元素之實驗,所使用 IICI 加 Fe 粉的驗證。經我們實驗結果,發現使用 Fe 粉不易發生反應;實驗時間長且效果不佳。同時我們也發現在試管底側小孔上方點燃H2,經常不能有火焰出現。為使初學者有較好的視覺效果,我們除改用. Zn 粉、 Al 粉外,更把試管改良成尖頭來進行這個實驗。

廚餘來電了!

日本的水果時鐘引起我們的興趣,我們試著利用廚餘製成再生電池。將廚餘分成飯、菜、肉和水果四類並將各類分成兩組(加酵母粉溶液為實驗組,不加為對照組)各取3Kg,以電壓和電流大小為基準,發現水果類的效果最佳,可做為日後實驗的來源。為避免電池中的極板晃動,需在廚餘水中加入黏稠物質,我們取高分子聚合物、洋菜粉、澱粉、海采粉和太白粉為添加物,檢驗其電流大小和保存期限,得知添加高分子聚合物的再生電池串連三個可讓自製時鐘運轉十天以上,若再加入二氧化錳做為去極劑,更可讓再生電池有效延長使用時間至二個月。再生電池在與市售電池、水果電池相較下,不但環保且能資源再利用,具有推廣價值。目前繼續改良再生電池電流過小及用途。

集葉成球~n球公切球之研究與探討

本研究旨在探討「任意給定n球,存在多少個公切球?」。起初,在二維平面上找出圓錐曲線性質作圖法和圓錐曲線方程式作圖法;接著利用旋轉的概念將平面上的雙曲線以貫軸所在直線為旋轉軸旋轉,得到三維空間的雙曲面,即公切球球心所在軌跡圖形,以之推算平面上三截圓雙曲線的標準式,再進一步推導三球雙曲面的標準式,並解出其交線方程式,證明一般情況下相異三球存在無限個公切球。另外,我們找出了構成n球公切球最佳解(非無限多個的最多情形)的充分條件──n等球球心構成最多組環形,並利用畢氏定理計算公切球半徑,可推得n球公切球的個數,如下表。最後,我們以極限的觀點來觀察n球公切球的存在情形,再次驗證三球和四球中公切球的存在狀況。

「鹽」而有「杏」~探討番杏的抗鹽方式與鈣離子對抗鹽能力的影響

抗鹽耐旱的台灣原生濱海植物-「番杏」,對抗鹽逆境的機制為何,十分耐人尋味。我們發現提高鹽度會使番杏的發芽率些微下降,但仍有一定的發芽率。0、0.5%的鹽度之下,番杏葉面積與根長、生物質量均有較好生長情形,番杏滲透濃度可能介於0~0.5%鹽度之間。番杏幼苗發展至第3對葉,較能忍受高鹽度的環境。鹽逆境會使新長出的葉子囊狀細胞增大,已長出的細胞則不影響;有趣的是,鹽度提升後,不只新生葉內的結晶鈣數量變多,原本舊葉內結晶數量也會變多,顯示結晶鈣的數量在番杏內是會變動的。加入外源性的鈣離子(5mM),會促進葉肉組織內結晶數量的增加,並可以提升囊狀細胞累積鹽分的能力,在鹽逆境下,添加鈣離子組別,番杏生長情形也較好。

多邊形分割重組的方法

解釋平行四邊形面積時,常垂直切下一角補在另一邊形成長方形來說明,如圖: 引起我們興趣的是它的切補手法,可以不增減材料而改變形狀。於是我們以四邊形為起點,開蛤了對圖形分割重組的研究。

「退波助攔」-竹炭銀遮蔽電磁波之探討

近幾年來,手機電磁波危害人體成為熱門的話題;本研究製作不同材質、比例、添加量\r 的竹炭銀複合膠片,並測試其遮蔽電磁波的效果。結果發現:\r 一、手機電磁波在撥出後3~5 秒時(撥通前)出現最大值。\r 二、雙面加壓、加熱製成的竹炭銀複合膠片遮蔽效果較佳。\r 三、竹炭銀(1:3)複合膠片遮蔽效果介於竹炭與銀膠片之間。\r 四、50%竹炭膠片比10%遮蔽效果好。\r 五、隨著銀比例增加,竹炭銀複合膠片遮蔽效果越好。\r 六、隨著粉體添加量增加,竹炭銀複合膠片遮蔽效果越好。\r 七、1:9、10%比1:3、20%的手機套遮蔽效果好且便宜。\r 本研究成功研發出竹炭銀複合膠片,利用竹炭:銀=1:9、1mm、10﹪膠片製作手機套,不\r 僅輕薄柔軟,且遮蔽效果很好。