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國小組

舞動的精靈—多光源的成像變化

多個燈泡或燈管的光源投影時,會因觀察者的位置和觀察角度,在螢幕上會產生各式各樣的光影。線形的燈管會有長短、夾角的變化,多個燈泡光線通過小孔後則會形成多樣化的光影變化,充滿藝術投影的效果,猶如會舞動的精靈。利用自製的觀察器觀察成像,可以發現以下現象:一、孔洞半徑>2.5 公分,物距 191.6 公分時,燈泡的光影會相互重疊,形成不同的影像。二、物距越遠所形成光影越小,亮度越暗。觀察器的像距所能調節差距不大,所以影響較小,像距越大成像的光影也越大。三、彩色燈泡的色光重疊可產生多種的顏色變化,讓投影更具美感。善用面鏡成像與孔洞成像的光線變化,加上改變觀察者的位置和高度,可以清楚的觀察到多樣化的多光源投影。

美麗多變─校園遷粉蝶之探討

遷粉蝶是我們校園常見蝴蝶,調查校園發現有無紋型及銀紋型兩種。不同型態與顏色的幼蟲、蛹及成蟲,在不同季節與環境同時發現。幼蟲體色深淺與體側黑線寬窄組成多種表現形態。化蛹以綠、白、褐組成多種蛹色,白色半透明塑膠盒蓋40隻化蛹成多種顏色;部分幼蟲離開植物向光源的遮光處化蛹。成蟲翅膀斑紋及顏色深淺組成多種表現型。紀錄9-11及4-6月氣溫較高,幼蟲成長速度較2月快。發現體側有黑線幼蟲攝食方式與白線幼蟲不同。幼蟲棲息於葉面及枝條上,體色與環境相似。防禦策略主要有拉開距離、隱藏、干擾視覺等,多態現象是較多時期的防禦方式。不同色光源實驗發現對幼蟲體色、化蛹及羽化有影響。幼蟲缺食實驗發現幼蟲提早化蛹影響羽化為銀紋型。

咻--看!誰射得遠?

本作品係由學生課堂上操作「力的傳播」實驗,課餘之暇引發而出的疑問及興趣,以設計出能射得最遠的空氣槍,所進行的科學探究活動。首先找出最適合的槍管及子彈,為嚴格的控制各項變因,設計了「發射裝置台」以輔助實驗,接下來分別探討子彈重量、發射口徑、發射角度、發射高度及壓縮空氣量與發射距離的關係。結果發現:空氣槍要射得遠需符合以下六個因素,即子彈與管口需密合、發射口徑窄、子彈重量輕、發射角度為 45°、發射高度高、空氣量大。

公因數的妙用

本研究在探討任意二個正整數 a , b 的最大公因數與 a – b、b ( 或 a )的關係;並將公因數的觀念應用於解決日常生活中的數學問題。一、結果發現:(一) 若 a、b 不互質,即 ( a,b ) = d > 1,則必須 d 為 c 的因數,ax+by = c才有 x、y 的整數解。並且找出如何得到 x、y 的整數解的具體方法。(二) 若 a、b 互質且 α , β 是 ax+by = c 的一組整數解,那麼 x 的任意整數解就可表成是 α + bk,y 的任意整數解就可表成是 β – ak。其中 k 為任意整數( 或 x 的解是 α – bk,y 的解是 β + ak 亦可)。二、在公因數的應用上則得出:(一) 任意給定二個容量為 a , b 的容器時,可先判斷能否量出容量為 c 大小的溶液;若能量出,則由 ax+by = c 的整數解,就可以有一相對應的準則,能很有規律地倒出容量為 c 的步驟與方法。(二) 如果要將一容量平分成二等分,第一步驟仍要先判斷是否有解;有解之後,再求出一整數解,然後再仿(一)的方法進行平分動作。(三) 利用求整數解的過程,也順道解決了:某整數 x 除以 m 餘 a , 除以 n 餘 b ,但 m – a ≠ n – b 時, 我們找到至少一組求出整數 x 的方法。

彈珠檯-彈彈入洞,百發百中

彈珠撞擊釘子的運動方向與四年級力與運動的課程相關結合五年級的資訊課Scratch的程式,將實體的運動方式,以虛擬的程式呈現。我們發展多元釘板的彈珠檯,以便於觀察與討論彈珠在受力後運動的情形。實驗中藉由牛頓運動定律改變檔板弧度、彈珠彈射力道等變因來操控彈珠的方向,設計五種不同弧形檔板;利用彈力公式,彈簧在不同伸長量會產生不同的力,找出最佳的中間型鐘形分配圖。 以我們現今最方便的手機彈珠檯遊戲切入,再進行實體的探究。我們先以文獻的討論,了解彈珠的落孔情形,進而分析、比較彈珠的進洞機率,以研究中間型鐘形分配為主,改變釘子排列與檔板的弧度配合不同的力量找出作符合實驗期望模式,再以Scrath依探究結果設計出彈珠檯遊戲。

消滅口中的惡魔

現代忙碌的社會,生活中充滿了誘人甜食及飲料,再加上飲食習慣不正常,許多人都忽略了口腔清潔,我們很想知道,如果忘記潔牙,會造成什麼樣的後果?爸爸媽媽常說飯後要潔牙,不刷牙就會蛀牙,那蛀牙的原因是什麼?平常用的市面上賣的牙膏,廣告是否誇大不實?能達到廣告宣稱的效果嗎?如果不認真刷牙,只是漱漱口,是否就一勞永逸了?因此希望藉由這次機會,針對個人口腔衛生做深入的探討,並且宣導保健的重要性。

毛毛蟲爬眼鏡-移位遊戲變形玩法

移位遊戲是相當熱門的科展主題,不論是調整棋子的數量、變化棋子的顏色、或是改變棋盤的樣式,都能讓研究者有不同的發現。在這次的研究中,我們嘗試自己設計棋盤樣式,並應用原有直線移位遊戲的策略來解決我們所遇到的問題,在遊戲的操作過程中,整理歸納我們所設計出的眼鏡棋的規律,這對我們來說,是很有意義的經驗,也讓我們很希望有機會將我們的研究成果介紹給大家。

人造雨

原來,古代旱災發生時,人們祭天求雨,和最近幾年科學家們用的人工造雨方法,有著相同的科學根據的,怎麼說哪?讓我們的實驗來告訴你。雨是天空上方的雲遇冷凝結而成的,想要天空下雨,首先要有雲(水蒸氣),再則要遇泠,但並不是所有的冷雲都會凝結成雨,有時它們需要一些幫手,來讓原本分散的小水氣團結起來,而這個幫手,就是我們要研究的雨種(凝結核)。由我們觀察及實驗前準備的資料,我們可推測出影響人造雨的主要因素,而我們實驗主要就針對這些因素,期望能找出最有效的造雨方法,以使乾旱缺水的問題獲得疏解,而最重要的是在疏解旱象的同時,能兼顧自然環境的生態平衡。

『凸』子跟著太陽走,開啓冷熱電光秀 - 運用毛細現象以太陽能淡化海水系統的設計與製作

本組利用太陽能來淡化海水並以溫差來發電,實驗的創新項目:首次利用棉線的毛細作用將海水引至加熱機構裡,再以菲涅耳透鏡聚焦太陽熱能,蒸發加熱機構內的海水,蒸氣經鋁管自然冷卻,可析出鹽度降低的海水,並同時利用溫差來發電,所以本設備可作為海上之緊急狀況備援,以應製水與用電需求。本組實驗機構有以下功能: 1. 海水淡化:加熱機構在達到可蒸發海水的溫度下,運用棉線的毛細作用與水的蒸發冷凝變化,可產出淡化海水直接使用,或經過重複淡化,最終可以成為純水。 2. 加熱機構之保溫功能:當太陽光短暫不足時,仍可使溫差發電片持續發出電力供緊急使用。 3. 結晶鹽的利用:加熱機構將鹽分結晶保存於槽區,易於取出使用,並簡化保養維護工作。

青蛙棋棋盤和棋譜的研究

在暑假數學育樂營的時候,我們接觸了青蛙棋。我們發現關卡應不只卡片上的40關,應該還有很多其他的關卡。所以我們用窮舉法列出2顆時全部的關卡。後來我們又發現可以用3333→12的方法找到12顆的破關方式。最後我們利用網路資源找到了電腦運算的程式,經過修改,我們列出了所有關卡的全部破關方式,可是列出結果的解讀又需要費一番功夫。