全國中小學科展

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國中組

精油如解液,飛蚊莫摧殘-真薰傳

台灣年均溫為23.6℃,溼度約75%,非常適合蚊子繁殖。本組期望採用廢棄的柑橘類果皮,及容易栽種的辛香類植物,在家中能自行調配安全無毒的防蚊液。在以冷壓法所得的大蒜、洋蔥、橘子、柳丁、柚子精油中,我們發現將柚子精油80%與混合溶劑20%(嬰兒油與甜杏仁油3:1)調配,其對白線斑蚊的忌避率為68~92%,高於市售的天然防蚊液60~81%。也優於市售防蚊液中所常見的茶樹精油與香茅精油(自製精油忌避率高於兩者28~34%)。由所蒐集的資料可以發現柚子精油含高含量的檸檬烯(環狀萜烯類),其分子結構的穩定性勝於天然防蚊液的成分(多為鏈狀萜烯類)。若能將屬於農業廢棄物的柚子果皮(其餘柑橘類果皮精油也有不錯的驅蚊效果)再製成精油,可使廢棄物得到更有效的再利用。

利用密閉容器氣壓及其周邊水壓力測出大氣壓力

由理化第一冊實驗 4 - 1 空氣成分實驗中,發現廣口瓶之瓶口朝下壓入水中時,瓶內水位微升。若改用較長的管柱測試,此現象更為顯著。因此引發我們探討大氣壓力、水壓力及密閉容器內氣體壓力三者間的關係,由此得知新的測量大氣壓力的方式。

是什麼因素影響五寮溪上游河谷的型態?

老師要帶我們去三峽溪及支流五寮溪沿岸作地質考察,以使我們更加了解地質作用的影響。準備資料時,一位住在五寮溪旁的同學提出:為什麼他們那邊的河谷非常開闊,反而在比較下游的地方變成了峽谷?這引起了我們的好奇心,於是決定要特別加以研究。

河水,你還能呼吸嗎?\n─調查大漢溪生態及水污染指標

今年我們上了國中,地理課時,老師說:“我們家鄉大漢溪所屬的淡水河系是全省第三長河,可惜已污染多年,甚至下游還發出陣陣惡臭”。我們聽了不僅難過,也察覺:供給板橋、新莊用水的板新水廠正位於大漢溪的中游,它的污染實在和我們的生活有著密切的關係,於是,我們著手做了以下的探討。

搞「軌」-有「跡」可循

路邊停車時,總需要三番兩次的調移車身,過程些許費時,因此,嘗試推算一次順利進出車格之軌跡。我們以開出停車格之軌跡做探討,軌跡建立之後再依循所建軌跡供車輛倒車行駛。為了能順利一次路邊停車,我們設定方向盤轉動量最大,讓前輪達到最大轉向角θ(一般車輛是35度),以取得最小迴轉半徑R,利用車輛基本性質,包括:車前懸a、前後輪軸距b、車後懸c及車寬d,推導計算最小迴轉半徑R,所代出之公式經模擬實驗,其誤差率均小於5%,值得引為後續研究之用。於路邊停車軌跡部分,先探討車輛出車格之軌跡,包括:左轉、直行及右轉軌跡,三個軌跡的反向連續軌跡,即為路邊停車時倒車的應行進軌跡。於倒車入庫軌跡部份,則包含直行及右轉軌跡兩部份。最後,對於誤差修正之探討,我們提出所謂前輪轉動受「軸承」控制之計算觀念,將車輪轉動中心砌合實際狀況轉移,於給定承軸及輪胎外側圓心之距時,將有更精密之數據展現。

天地之間─測量地球的半徑

根據第48屆全國中小學科學展覽作品:「做一個能輕易測得地球半徑的人-利用太陽光求地球半徑」研究,他們利用影子來測量同一經度南北兩地的太陽仰角,求得地球半徑。我們認為該團隊記錄時,因陽光形成的半影、選擇中央氣象局測候站公布太陽過中天時間為據、測量日期選在一月下旬,這三點令我們懷疑其報告可以求出極接近實際值的真實性。我們改進前人研究的缺點,利用水晶球360°聚焦太陽光的性質,自製一個不受風及半影影響的「太陽仰角記錄器」,並選定同一經度太陽過中天時間相同的「冬至」及「夏至」兩天測量,以所在經度換算測量時間,並輔以當天太陽過中天時太陽方位角180°正南、0?正北方校正,測量出地球半徑為6457.8947km及6336.0477公里,誤差值1.25%及0.66%。

mxn硬幣翻轉還原之數列化研究

我們從硬幣直線翻轉(原為柱體翻轉)做研究,根據遊戲規則(見p.1),得出對於s枚硬幣經過一次大翻轉的位置變換關係:(1)當x為偶數,則f(x)=1/2*x (2)當x為奇數,則 f(x)=1/2*[(2s+1)-X] 其中:x為原位置,f(x)為新位置。接著,利用上述的變換關係,發展出我們的創意解法---「鏈」(見p.7),並研究出鏈的相關性質,利用其中的性質,解出直線翻轉的完美歸位通式:2l≡±1(mod 2s+1) ,其中l為主鏈長度,並從通式中再延伸出更多性質。最後,我們將直線翻轉研究結果擴展到平面翻轉(見p.14),並發現平面翻轉完美歸位與兩方程式有關,即lny-lmx=0,lny-lmx=1,其中ln,lm分別表示行、列的主鏈長度。進一步,利用相關性質導出平面翻轉第一次完美歸位之通式。

綠癌—小花蔓澤蘭

小花蔓澤蘭(Mikania micrantha H.B.K)是外來種生物,能利用匍匐、纏繞與直立生長方式,並快速覆蓋他種植物,導致其無法行光合作用而死亡。由於沒有天敵所以蔓延迅速,造成生態浩劫,故有「生態殺手」、「綠色癌症」之稱。本文藉由野外實地觀察、採集,配合文獻收集、圖鑑參考,加上植株栽種、花與種子計數紀錄及似染病葉片汁液塗抹健康葉片實驗的設計。確定這一次有 168000 顆種子,和文獻相比仍在誤差值內。健康葉子在塗抹疑似病毒葉子汁液後,有捲曲與斑點的情形出現,因此推測在葉子中含小花蔓澤蘭致病因子的實驗對象不管是葉型、花序、種子及生長海拔等特徵皆異於台灣原生種蔓澤蘭(Mikania cordata),為小花蔓澤蘭無誤。而花期從十月初到了隔年一月末,每平方公尺約。藉由此次機會瞭解小花蔓澤蘭生命週期及危害,加深我們剷除的決心,並希望有生態多樣性及生朝一日能找出它的剋星,以維持態平衡。

模擬河流侵蝕、搬運、沈積的探討

(一)由於琳恩颱風過境帶來連日的豪雨,使本校部分師生成了受災戶,而大台北地區對基隆河截直計劃也因未實施而遭受詬病,到底截直計畫的可行性如何?引發我們對河流探討的興趣。 (二)操場在連日的雨水沖刷,形成許多類似河流般的小水道,道上的土石沙泥成層狀的沈積,彷彿經河流侵蝕、搬運、沈積的現象,於是我們便著手模擬這些現象,並加以探討。

變動中的台灣—台灣中南部地體構造的探討

本研究為探討北港高區對台灣中南部地體構造的影響。以推土機理論為基礎設計模型進行實驗觀察,並以中央地質調查所的活動斷層分布及地殼變動GPS測量結果進行比對,得到三點結論:一、台灣中南部造山運動隨著海岸山脈西移擠壓隆起形成中央山脈,中央山脈是由東向西逐漸發展,在山脈內部的斷層已不再活動,在西部的活動斷層是目前主要活動變形帶。二、中央山脈構造及發展是由海岸山脈擠壓運動所形成,和北港高區無關。三、台灣中南部山脈前緣部分西部活動斷層受到北港高區影響,只能在高區東側及邊緣發展,並影響高區附近的地殼變形方向,在西南側似有脫逸現象產生。