全國中小學科展

國小組

保護紅寶石的白色惡魔

有一天老師的朋友送他幾顆好大的石榴果實,老師整口整口吃,再把裡面的白色纖維吐出來,結果臉都紅腫了,看了醫生才知道是「食物中毒」。我不相信,偷吃一些白色纖維果真中毒了。從觀察外觀,製作石榴果實汁液、測定酸鹼性質、交互作用、導電性、加熱、冷卻和蒸發與結晶等實驗中,瞭解石榴果實各部位的特性與發覺石榴果實哪個部位會引發我的「食物中毒」。在文獻資料和螞蟻覓食後抓癢的變化,瞭解讓我「食物中毒」的物質是保護果實的有毒物質生物鹼,所以以後吃石榴時,小心不能食用白色纖維,以免「食物中毒」。

變色杯的祕密~感溫變色材料的研究與應用

本研究來自於對便利商店兌換贈品~「阿朗基變色杯」的好奇,欲探究變色杯變色的機制與原因。研究透過資料蒐集,發現變色杯原理為感溫變色材料之應用,故針對各類變色杯及感溫變色微膠囊粉末的變色狀況、時間、溫度範圍進行實驗,了解變色杯的變色機制為感溫粉達特定溫度以上褪色的反應。研究進一步利用各色感溫粉的混色,及與顏料的混合,形成包含「新顏色感溫粉、二階段變色感溫粉、長範圍變色溫度感溫粉」等成果,使感溫粉變色應用更為多元。研究最後嘗試以各類溶劑混合感溫粉形成塗料,並探討在各類材質附著面的附著情形,發現利用白膠或膠水最適合作為感溫粉塗料的溶劑,將其運用在衣服及奶瓶上,形成生活中的感溫變色用品。

星星知我心

我們學會認星座,繪製「觀測星等需要的星座圖」,包含四季星座、星名及「天文年鑑」記載的星等;想出測量星等的新方法,我們自己設計製作「星等測量器」,利用「黃色透明玻璃紙」測量「夏季24 顆」、「冬季68 顆」及「太陽」的星等。使用「星等測量器」測量星星之亮度(星光最多能穿過多少張的玻璃紙);我們絞盡腦汁將「測量得到星星之亮度(玻璃紙的張數)」轉換成「星等數字」,先發現每3 張玻璃紙可以劃分成一個星等區,大致符合「天文年鑑」記載的星等;後又發現每1 張玻璃紙可以劃分成1/3 個星等區,更精準符合「天文年鑑」記載的星等。這種測量星等的新方法值得推廣與應用。

新面子--尿面膜

古代醫書記載:尿,性味鹹涼,入肺、肝、腎經,其功用為滋陰降火,止血消瘀;《甘草\r 子本草》也謂:潤心肺、撲損瘀血、揩灑皮膚,治皮裂,能潤澤人,故檢視尿液成分,製成”\r 尿面膜” ,測試其對皮膚保養的優劣。選擇市售口碑較佳的5 種面膜,比較其與尿面膜的效\r 果優劣,就實用性、經濟性、便利性等方面研究。

探索俄羅斯遊戲法則之奧秘

本研究探討的是俄羅斯遊戲法則之奧秘,其規則為一圈人循環報數由1到X號,淘汰報數為Y號的參賽者,X≧Y,從而找出最後存留之獲獎者。本研究涵蓋了39屆全國科展高小組作品「公主救王子」的定義,且更廣泛更完整的將參賽人數N、循環報數X、淘汰報數Y,當作研究變因,並擴充獲獎人為任意指定第K個被淘汰者其所在位置序號S,K≦N。經由我們的研究,得到了簡易的法則,推導出獲獎人所在位置之序號S。

「滑」出超級「矽」魔力

「超級黏土」不但能耐熱、耐冷,在海水以及強酸、強鹼浸泡下,都無法影響它的超強黏固力,它能緊緊黏住物體,固化後還具有可彎性,且具有彈力。我們分析它的成分還找了各種材料,並用自製測量工具:黏固力、彈力、酸腐蝕測量工具進行檢測,嘗試做出類似「超級黏土」及創意產品。經實驗得出:(1)超級黏土的成分有滑石、聚矽氧烷、甲基三矽烷等,實驗證明它有強的黏固力、彈力、耐熱、耐冷、防水及防腐蝕的性質。(2)自製超矽黏土:25公克滑石粉加20公克中性防黴矽酮加2公克玉米澱粉,性質最接近超級黏土。(3)我們用自製超矽黏土修補許多破損物品及捏塑生活用品,更加入夜光以及能感溫變色的物質,發展出既經濟又實用的創意超矽黏土。

「青蛙」「塔」移位遊戲

我們在昌爸數學工作坊玩數學遊戲時,接觸蛙跳和河內塔時,大家都喜歡這兩種遊戲,所以就想要結合這兩套遊戲規則合併,創出「青蛙」「塔」這個遊戲。研究中發現,青蛙數、荷葉數與總步數三者之間具有一定的規律:設N為荷葉數,Y為青蛙移動的最少步數:當兩邊青蛙數各為1時,Y=2x(N-1)-1;當兩邊青蛙數各為2,N>=4時,N=偶數時, Y=9+4x〔(N-2)/ 2-1〕、N=奇數時,最少步數為Y=10+4x〔(N-3)/ 2-1〕;青蛙編號最大的最少步數:N為奇數時,青蛙編號最大的最少步數:(N-3)/ 2+1、N為雙數時,青蛙編號最大的最少步數:(N-2)/ 2+1。以及減少步數的方法:隔位跳躍、棋子的移動位置、鋪路、寄青蛙、青蛙編號最大顆的跳法。

驚天「凍」地-深海環流之探討

氣候變遷會影響海洋中海水的性質及流動。因此,本研究模擬海洋中的洋流溫度與鹽度不同時,所造成的海洋洋流流動的現象。實驗方法為配製鹽度或溫度不同的水,模擬不同密度之海水,使用實驗裝置觀察。根據實驗結果發現,當溫度差或鹽度差增加時,使密度差加大,則洋流流速加快。密度大的海水會下沉至密度小的海水下方。不同密度的水呈現出海洋中海水分層的現象,當靜止一段時間後,一團密度相近的海水形成,則會成為所謂的水團。另外,我們推論當全球暖化冰山溶解,大量的淡水注入海洋中,只要鹽度差縮小到0.4‰以下,就有可能使北大西洋洋流的沉降或流動減緩,甚至停止。

戴帽圍牆最ㄅ一ㄤˋ

由收集資訊知道,全國校園噪音源以公路噪音最多。 又根據我們查訪本市各級學校結果,發現本市學校遭受外來噪音干擾情形頗為嚴重,原因是教室緊鄰大馬路,而圍牆又沒採密封式建築,沒有隔音效果(放棄防噪音第一道防線)。 首先由本市各級學校的圍牆現狀調查並拍照製成卡片,再經分類、統 計、比較。 其次,利用木板,自己設計,製成型體不同的實驗用隔音牆,在實驗箱內做噪音測試。發現戴帽的隔音效果最好,可惜全市只有一所學校圍牆是戴帽子的圍牆。最後,我們根據研究二研究紀錄卡,至本市各學校(抽樣)校園進行實地測試噪音量;並選擇能夠加帽的圍牆,用準備好的材料加帽後,測試噪音量;我們發現,竟與實驗用隔音牆之實驗結果不謀而合! 總而言之,我們認為要提升國民「拒絕噪音」的共識,必須讓大家參與噪音監測工作,並就研究提出建議,以做為學校圍牆之建築設計、改進及新建校舍規劃之參考。

可怕大海嘯

假設台灣東西岸同樣面對大洋,「為什麼東岸地形比西岸地形不容易發生海嘯?」「為什麼海嘯發生,深海上的船不會感覺而岸邊的會被翻過來?」南亞大海嘯引發了對海嘯的研究動機,比較鵝卵石或沙子地質在不同角度斜坡對海嘯反應,發現30 度斜坡房子倒最多,90 度最少。鵝卵石上房子比沙子上的穩。洗衣板模擬角度實驗,發現50 度斜坡浪最高,90 度最小。三段式大海模型實驗,發現海嘯由深海進入淺海時,波長短0.7 倍,浪高增1.9 倍,等比例放大成西岸水深40 公尺,驚訝地發現將有7 公尺巨浪!證明了平均40 公尺深西岸,因為淺所以浪會變高,易有海嘯;4000 公尺深東岸,因為深所以浪小,不易有海嘯。以節拍器控制波浪頻率實驗,發現頻率越高浪的波長越短。