全國中小學科展

國中組

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。

大頭金蠅(Chrysomyamegacephala)的視覺盲點─四種探討蒼蠅神經生理

本研究的目的,主要是在探討大頭金蠅(Chrysomyia megacephala)對外界視覺刺激的反應,及視覺涵蓋的範圍。研究中,主要是以我們自行創新研發的「繪圖推理法」、「無所遁形法」、「自動計時拍法」和「天幕電秤法」進行研究,根據實驗結果,可得知蒼蠅在自然情況之下飛行方向及角度為 27.5±2.5 度,推測在視覺上的最大範圍雄是 150±2 度、雌是 165±2 度(單眼),飛行路徑中的盲點位於後方,以及蒼蠅對刺激造成反應的臨界速率,和蒼蠅對不同角度光線刺激造成的影響。整體實驗的重點,就在於能使用簡易儀器偵測大頭金蠅(Chrysomyamegacephala)的神經生理現象,期能對此一領域,提供新的知識與看法。

沙包!該怎麼堆?才能有效阻擋水患之研究

沙包,在去年颱風季節成為最熱門的搶手貨,民眾想以沙包作為防止水淹入建築物的第一道防線,但是取得沙包後該怎麼堆?才能最有效的防止水患呢?國中理化第一冊第 6 章中提到水越深時水壓越大,想將積水阻擋在外,需有一些技巧才能達到目的,於是設計以下的實驗嘗試將沙包以不同方式堆疊,探討其阻擋水患的效果。我們利用保力龍空盒製作成有缺口的容器,用 4號封口袋填入細沙,控制沙包的總重量一定下,改變單一沙包的重量、堆疊方式、重疊比例、水位高低等,以實驗數據找出最有效防止漏水的沙包堆法。結果我們發現沙包採雙排上下層交叉堆疊和階梯形上下層交叉堆疊時,阻擋水入侵的效果最好,尤其重疊超過 1/4 以上(甚至到 1/2),漏水量最少,可以建議民眾參考採用。

冰箱帶著走─冰包的研究

夏天上課,汗水直流!「同學!你怎麼都不熱?」「我有冰包,輕輕一壓,立刻透心涼!」「那裡而裝的到底是什麼?」於是,心裡不禁起了一探究竟的好奇心理!

高山青,澗水藍

東港溪流經內埔鄉、萬巒鄉、竹田鄉、潮州鎮、崁頂鄉、萬丹鄉、新園鄉、東港鎮,並由東港大橋出海。東港溪上游(第1.2.3 取水站):pH 值最低,濁度最低,代表溪水乾淨,溶氧量高,懸浮微粒數值小;可見東港溪上游真的很乾淨。因此接近原住民山區的河川較清澈、乾淨。東港溪中游(第4.5.6.7 取水站):pH 值中等、濁度很高、溶氧量低、懸浮微粒中等;而東港溪中游流經的潮州鎮、竹田鄉、萬丹鄉是人口稠密的地區,工廠廢水、民生家庭用水排入溪流中等因素,造成東港溪中游所測出的水質較上游差。東港溪下游(第8.9 取水站):進入出海口,受到海水沖擊,溪流水與海水混合的結果,導致溶氧量很高,相對的懸浮微粒也會提高,海水偏鹼性,東港溪下游的pH 值偏鹼性。

甜蜜方程式-探討網球拍甜區尋找方法及握拍方式

我們採用不同架設並結合力度計記錄握把及手腕處的受力變化,找出網球拍甜區內的重要三點:節點(NODE)、碰撞中心(COP)及強力中心(COR),協助初學者快速找到甜區並了解適當落點對手腕的重要。首先,由回復係數得知強力中心位於拍面的喉區中央;再來,以懸吊(鬆握)及連結手臂(緊握)兩種方式,分別搭配慢動作錄影及力度計找到三種握位下對應的碰撞中心位置,並模擬單擺運動,得到碰撞中心距離與週期平方的線性關係式,作為鬆握與緊握的甜區範圍參考。在節點實驗中,由能量守恆找出節點位置,與手測結果相符。最後,發現三點中又以碰撞中心最能降低手腕受力。因此,建議初學者採鬆握短拍方式,不僅甜區上移、放大,擊球強度獲得提升,也有效增加手腕舒適度。

蓄壓空氣型虹吸抽水器

本研究是探討如何使事先未裝水的虹吸管,能在沒有加裝額外能源下順利發生,並高流量抽水,原理是利用水壓壓縮管內空氣,接著利用暴衝現象使虹吸現象發生來抽水。研究一:以手按住玻璃管上端,並將管子插入水中,接著放開按住的管口,則管內的水柱有爆衝現象,口徑2.00cm較0.20cm的暴衝高度增加50%。研究二:發現虹吸管的彎道部分:圓弧型優於直角型、口徑小於1.10cm等均明顯有利於暴衝後順利抽水。研究三:發現外管愈抽水愈快。研究四:發現管子下方若製作成漏斗型,利用流體力學連續方程式的觀念,暴衝高度可增加116%。最後研發兩款新式虹吸管,提升使用的便利性及安全性。研究可用於水族箱換水、汽機車緊急抽油、夜市之可食性油桶之抽油及不同密度油料層之取用等。

犯罪現場—血跡的研究

在刑事案件中,血跡的形態是一項重要證據,能依此推論可能的攻擊位置,被害人的移動路線等,故血跡的研究有其重要性。我們的實驗即是針對不同形態的血跡做觀察,了解出血點的高度、角度及凶器之不同對血液噴濺痕跡的影響,進而依此重建可能的凶案現場。實驗過程中,我們嘗試用不同方法敲擊、射擊沾血海棉,期望增加對血液噴濺痕跡之了解,藉以提供更好的重建線索。

市售鮮乳新鮮度&品質安定性探索性之研究

從嬰兒哇哇落地開始,「乳」即成為最初飲入體內的天然食品,其中即含有生物學機能的成分。原來食品又可分為一次機能(營養特性),二次機能(嗜好特性),三次機能(生理特性)等三種機能。近年來從日常飲食生活吃出健康的訴求日益增高,尤其是屬三次機能的乳品食品其營養成分品質更是大眾關注的焦點。許多人常忽略了其實鮮乳保存的期限遠比其他各式各樣飲品還要來的短,他們所選擇的鮮乳其品質真的符合國家標準嗎?牛乳外包裝所標示的成分標準真的和內容物的品質一致嗎?尤其某些主品牌及副品牌價格上有明顯差異,但不知其品質差異性為何?而各種品牌鮮乳?品的差異性無論在新鮮度、純度、風味及品質安定性不知有何不同?

做「磁」的主宰

(一)起子常因無由的帶有磁力,有使其消磁的裝置否?實驗室的磁鐵常一點磁力也沒有,能製作不用電便能使磁鐵充磁的裝置嗎? (二)鐵工廠的大型電磁鐵,能以電控制其磁力的有無,是否能夠不須電力就能控制一磁鐵磁力的有無呢?便打算製作磁鐵磁力的開關。