全國中小學科展

國中組

Easy Come,Easy Go!

本研究是利用各種不同的粉末和溶液,來做吸附油污及溶解油污效果的比較。

明察秋毫-動態測微器

為了要檢驗肉眼無法辨識的微小動態變化,例如:一小時內植物的生長量,或五分鐘內液體的蒸發量。本研究結合樂高積木與LABVIEW 程式的控制,並利用光槓桿原理設計出可自動測量連續性微小變化的儀器。自實驗過程中,不斷嘗試改進儀器的精密度可達10-3cm,成功測得一滴水可增加的液面高度,與五分鐘內液體的蒸發量;並且可以知道在一小時內植物的生長高度變化量。希望能改善全國實驗室難以在短時間內測得動態變化的狀況。

現在幾「點」了—探討多角數、多面體數之通式

本作品主要是探討多角數(或多邊形數)的一般式及關係式,並將其從平面推廣至立體。在本作品中,本組先以幾何的方式依序定義了三角數、四角數以及五角數並分別介紹了它們的一般式;接著,本組定義了k角數(k=3,4,5,...)並求得第n個k角數的一般式;然後,透過觀察四種k角數(k=3,4,5,...)的數列,我們得到並證明了一些有趣的關係式,如:連續兩項三角數的和為一個四角數等;而這些關係式除了可以透過k角數的一般式獲得驗證(即代數證明),我們也提供了幾何證明。最後,本組將平面上的 角數以不同的方式推廣至立體的多面體數,即第一型多面體數、第二型多面體數及多角錐數,並分別求得它們的一般式及相關性質,這個過程也讓本組意外地接觸了「正多面體」及「錐體」。

黃色小球胞的探討(彩葉草葉片下表皮上所掛的黃色小球)

在做生物上冊第二章實驗 2 一 l 動植物細胞觀察時,突然發現彩葉草葉片下表皮上除了有氣孔外,還掛著一個個黃色的似小燈籠般的小球,可愛有趣極了:牠倒底是個何物?構造如何?有何功能?我們很想研究探討,一定很有意義。

中國蜂與西洋蜂型態與行為之比較

2003 年底,我在住家附近做舉尾蟻的生態調查,發現魚池堤防的縫隙中有一巢野生的中國蜂,生態多變,引起我對同為社會性昆蟲的蜜蜂產生好奇。後來陸續在花蓮市發現多處野生中國蜂蜂巢,並在拜訪養蜂農民,觀察蜂農飼養的西洋蜂及中國蜂的生物特性後,將兩者加以比較的念頭便油然而生,進而引發我的研究動機。\r 國中南一版自然與生活科技第一冊『動物行為』及第二冊『生態系及族群』中都提到蜜蜂的行為及族群活動,可作為我研究的理論基礎。\r

聖誕紅-oh~葉!--聖誕紅苞葉變色與葉綠素含量的研究

聖誕紅苞葉在開花季有轉色情形,為測試苞葉變色後是否仍具葉綠素,以不同品種聖誕紅的綠葉、半變色葉、變色葉及枯萎葉,進行光合作用產物檢驗(澱粉、葉與莖內葡萄糖含量)及葉綠素分離檢測(濾紙層析、分液漏斗與430nm、635nm葉綠素吸收值)並探討葉綠素螢光現象。由吸光值檢測結果,苞葉開始變色後,吸光值遽降,故在澱粉測試、色素層析及分液漏斗皆有相符結果;苞葉不似綠葉具四種光合色素,因此無法得到足夠澱粉。在葡萄糖測試結果,葉內葡萄糖含量變色苞葉明顯較綠葉高,但在莖內只有綠葉莖明顯較高,顯示苞葉內糖來自內部分解而非自其他部位運送而來。萃取出葉綠素在紫外光有明顯血紅色螢光,其他LED 光源亦有明顯紅色,但在綠光則表現較弱。

叱「柵」風雲--透水柵工法在台灣的適用性研究

2003 年台灣引進土石流透水柵工法,是否適用於台灣值得深入探究,因此本研究藉由\r 實驗模擬來探討土石流通過透水柵的流動特性、堆積情形與篩分功效。試驗變因有土石粒徑\r 大小、柵棒間隙、渠床坡度、柵面篩分裝置的設置方式、柵面篩分角度、柵棒長度等。\r 實驗結果顯示,土石流流經柵面會呈現停積、推擠、流動、再停積的現象,篩分效果和\r 柵棒間隙有很大關係,而柵面篩分角度增大與柵棒長度加長可使篩分效果增大,進而減少主\r 河道的土石流規模。建議台灣在設置透水柵時考量當地粒徑大小,並依地形坡度而採用不同\r 的逆坡、平面或順坡方式設置,使篩分角度略大於土石停積的角度,將有助於柵面上土石的\r 自清效果,實驗後提出建議,作為透水柵工法設置時之參考。

搞什麼?多酚亂變色!

我們用廢棄顯微鏡改造的「終極耗氧測定儀」能更簡單、精準地偵測肉眼觀察不到的氧化反應,因此發現了蔬果中「多酚」及「維他命C」兩者間的相對含量微妙地牽動了蔬果是否「變色」及「氧化」的特性。我們也在「多酚變色」的一連串反應中發現了似乎違背「反應物濃度越高反應速率越快」的詭異現象,開啟了奇異變色探索之旅,驚訝地發現:「多酚」之所以能與「雙氧水」發生神秘的變色反應,竟然是因「多酚」的氧化電位剛好卡在「雙氧水自身氧化還原」的電位之間,巧妙地啟動了雙氧水在「不同濃度」下「不對等速率」的「自身還原」和「自身氧化」!我們也意外發現了蔬果中竟藏有從不氧化現身的「隱形多酚」,被我們無意間以「強鹼」給「逼」了出來,好奇嗎?一起來玩玩吧!

「深」在「浮」中不知「浮」~探討表面張力對『沉體』浮於水面行為之影響

硬幣因表面張力的作用而浮於水面上,且當所形成水面曲線各點斜率小於1時,即硬幣與水面接觸角小於135∘,其曲線會符合h(x)=c1e-x⁄Lc 的形式。另外,實驗驗證兩枚浮於水面之硬幣因兩側接觸角不同,使硬幣受力F=γ(sinθc2-sinθc1)*A,而發生互相靠近的情形,此機制與文獻[4]所提到的解釋不同,這是因為沉體(本實驗所研究的)與浮體(文獻所提到的)與水面的接觸形式不同,而使得物體浮於水面上互相靠近的物理機制不同。最後,本組發現水面漂浮物體為浮體時(密度小於1gw/cm3),接觸角大小與表面材質有關,與密度大小無關;而為沉體時(密度大於1gw/cm3),接觸角大小與表面材質無關,會隨著密度增加而變大,可說明了兩沉體互相靠近時,接觸角是會改變,因而產生吸引的現象。

浮萍的一生

您常聽說:「人生如漂泊的浮萍」,可不一定看過浮萍吧? 去年三月初,我們到植物園找水螅,看到廣闊的蓮花池水而上,怎會舖著一層綠色的地毯呢?一問之下,才知道它就是浮萍。在都市中長大的我們,一時楞住了。 回到學校,幾個對浮萍充滿好奇的同學,跑去問生物老師,我們做這一次科展的靈感,就在那一剎那產生了。