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國中組

凹凸無秩,虛實有具

本研究主要是進一步研究八上自然與生活科技課本中,有關凹(凸)面鏡的成像,希望能更具體找出實、虛像的位置。 首先在研究一中,我們利用19 片的鏡面鋼折彎成y= a x2 的拋物曲面,並尋找a 值與焦距f 之間的關係。結果發現a=1/(4f)。 接著在研究二中,以視覺暫留的觀念結合改良的視差法,具體測量凸面鏡的虛像位置。並以成像公式:1/物距 + 1/像距 = 1/焦距,推得像距理論值後,與實際測得的像距比較。 在研究三中,進一步研究凹面鏡所成的實、虛像位置。 最後的研究四是主要的創意設計。我們利用塑膠膜及漏斗自製一種可以任意調整凹凸的面鏡,並以LED 燈為光源,觀察凹面鏡所成的實像變化。而且可調式面鏡亦可作生活上的應用。

酸雨成因探討及對生態系影響之研究

進入國中,打開生物課本,在第一章最後一節生物圈的隱憂中就看到了三張污染環境的圖片,令我們為今日的環境憂心不已,除了一些保持環境衛生,勿亂丟棄垃圾等標語,卻喚醒不了人們對這污染嚴重性之後果產生一些警惕作用。有一天,忽然在報紙上看到一則報導「酸雨侵害,大地變色」,更令我們訝異不已,同時進入國中以後,我們很想自己動手設計實驗,以探求這污染的嚴重性,一方面滿足自己求知慾,一方面促使大眾注意環境之保擭,於是拿著報紙請教老師,何謂酸雨?及其來源為何?經老師提示始知酸雨之來源除自然界中火山爆發所帶來之含硫等氧化物及二紙化碳外,人為因素所造成之空氣污染:如工廠燃放煤煙、石油等均排放大量含硫及氮之氧化物,汽機中排除大量廢氣等所造成。這些環境空氣污染,除了直接影響身體健康(如工廠附近居民易罹支氣炎等)。但並非在其煙消雲散之際就此了事,常其再度隨著雨水造訪地球之際,卻帶來了可怕的酸雨,使大地了無生機。據報導嚴重地區,如加拿大萬餘湖泊已絕生機,另四萬個大湖已瀕臨死亡,為了探究此一空氣污染導致酸雨下降的污染嚴重性及喚醒大家對環境污染的深一層認臘,我們就自己動手設計了一套污染的實驗,藉以瞭解酸雨成因及其對生物所賴以生存之生態系間的相關性,從而藉實驗探知結果,使我門更加愛護環境,進而保護環境。

月之舞─天文攝影看月球的天秤動

天文攝影是我最大的興趣,在面對著浩大的宇宙,能對它有多少了解,著實令人興奮不已。 天空中除白晝的主宰太陽是最引人注意之外,夜裡就屬月球給人最多的暇思與注目了;當我對著月球拍攝之後,在整理照片的當兒,陰陰暗暗的月海讓我想像著,再仔細看看,發現月面上稍有差異,在相同月相、不同月相、不同時間,都有差異存在,想想,這是什麼呢?其問的差異又多少呢?

有鰓乃大-魚鰓構造、表面積計算與鰓蓋運動之觀察

本實驗共解剖31條吳郭魚。魚鰓共有八片鰓瓣,而且鰓區與嘴巴相連通。其中鰓瓣的鰓\r 絲是交換氣體的場所,在顯微鏡下也觀察到鰓絲有血管分布,表面排列眾多突出的鰓小葉,\r 可以增加呼吸的表面積。以平均體重534 公克的吳郭魚來說,八片鰓瓣約含有2516 根鰓絲,\r 每根鰓絲長度平均為1.25 公分,鰓小葉的總數約74 萬個,所構成的魚鰓總表面積可達12 萬\r 平方毫米,相當於A3 紙張大小。魚的鰓蓋運動主要是藉由嘴巴與鰓蓋的交替開閉所產生的\r 壓力變化,造成水往單方向流動,水從嘴巴流入鰓區,然後在鰓區進行氣體交換,接著水從\r 鰓蓋處流出魚體。吳郭魚的鰓蓋運動速率每分鐘平均為66 次,其耗氧速率平均為0.7041(毫\r 克/公斤-小時),其鰓蓋運動速率與耗氧速率會受到溫度、酸鹼度及鹽度的影響而有所差異。

走訪秀姑巒溪出海口左岸-探索安山岩的祕密

去年暑假,我們到花蓮進行野外地質觀察活動,在秀姑巒溪出海口左岸的露頭發現海蝕平臺、海蝕洞及安山岩質的地質。我們觀察、測量和探討海蝕平臺及岩壁海蝕洞的特徵及成因,並探究在此地密集度極高的安山岩,其所含的斑晶是中性斜長石及深色礦物的輝石、角閃石。岩壁的海蝕洞,長又深,高度在2.65m,可見此地的年代久遠,大約為更新世時期的地層。由洞穴的形狀、深度、高度可以知道當時的地殼變動隆起,和海流、潮汐及海浪侵蝕造成的地質事件。我們也發現秀姑巒溪出海口的安山岩密集度高,又膠結的很堅固,不容易敲下來,雖然範圍不大,但是每一塊安山岩中的深色礦物,如角閃石和輝石都非常明顯,所以是一個研究安山岩的好地方。

滄海桑田一瞬間

自從我們戶外教學結束以後,對那藏在土裡有著神秘氣息的化石深深著迷,一回到學校便展開一連串深入化石的調查,為了更深層的了解化石,我們便決定到化石保存較多的苗栗白沙屯挖採,一路由海邊爬到山上,並且五十公尺設置一點,紀錄他的高度、方位、角度,順便帶了挖掘器具將化石挖掘出來,並從化石圖鑑找出它們的名稱。接著在藉著水道模擬,推算出當時的流速,可以判斷當時的水流緩慢,沉積顆粒較小,加上沒有大海浪的侵蝕,所以化石保存完整。最後藉由FLASH動畫製作,將整個海岸的變遷,完整的呈現出來。

聲音發電

發電的方式有很多,有火力發電、核能發電…等,不過這些發電方式都會有環境汙染的問題。環保的發電方式如風力、太陽能…等,那聲音是否能發電呢?我們運用喇叭中線圈與磁鐵的相互運動來發電,並研究如何使發出電壓加大的方法,找出適當的方式使LED發出亮光。運用這樣的研究希望可以開發出效率較高,且較不易產生汙染物的發電方式,進而能將這種發電方式應用在日常生活中。

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)。

太陽差異自轉之研究

今年太陽黑子活動邁入高峰期有較多的黑子可觀測,太陽黑子在不同的時間地點,有不同的變化。像高緯度如低緯度的太陽黑子不僅出現的機率不一樣,連轉動的週期也不一樣,我們在好奇心的驅使下,決定要研究這個富挑戰性和趣味性的問題,再加上前年的學長們的研究,留下許多相關的紀錄,我們更容易探索這個問是。於是,立刻展開漫長的研究之旅…

終流砥柱-消波塊對橋墩沖刷的影響

本報告研究不同洪水量對橋墩沖刷的影響,以高雄甲仙區之寶隆大橋為研究主體,並使用縮小模型搭配沖刷水槽,以模擬實際河流對橋墩沖刷之影響,再搭配消波塊探討對橋墩的保護效果,最後利用Surfer繪圖軟體繪製沖刷前後之地形變化,進行圖形之對比與分析,即可完整呈現不同洪水量與各類型消波塊配置之沖刷差異。 由實驗結果歸納發現,水位及流速越大對橋墩造成的沖刷越強,對橋樑的破壞也最嚴重;另外消波塊的型態與排列方式可以有效減緩流速並降低沖刷,達到一定的保護效果,值得未來做更進一步的研究與討論。