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國小組

多功能電力壺~自製環保電池之研究

本研究利用銅鋅導電原理,探討水果汁或泥、酸鹼值等,影響導電的情形。而後測試家中常見水溶液,發現小蘇打水導電效果最好;接著更換金屬配對,從21種組合,找出鋅和不銹鋼的導電效果最好。 發現最佳的組合後,我打算以鋅和不銹鋼做為實驗材料。歷經五代的改良,以金屬串聯方式,克服電壓不足;以USB插頭及充電電池,達到充電效果;以鋅條纏繞不銹鋼筷的方式,結合環保與便利,設計出多功能電力壺。 我的多功能電力壺,只要調好鹽水倒入杯中,交叉放置不銹鋼筷和鋅條,接上USB插頭或是充電電池,就可以充電了。實測結果發現,多功能電力壺不但能讓蜂鳴器發聲,做為緊急求救所用;更厲害的是,能成功將手機充電,讓我覺得好有成就感!

奔跑吧!橡皮筋〜

橡皮筋在日常生活中很常見,用途十分廣泛,而且隨手可得,它的玩法有很多種,例如拿來玩跳高、做圖案,還是射擊遊戲…等。不管我們把橡皮筋拉多長,射出去的距離還是很有限。為什麼同學的橡皮筋可以在地上滾了起來?還有為什麼它可以滾得這麼遠?同學在射橡皮筋的手勢,果然是讓它在地上滾動的重要關鍵,而橡皮筋發射器在中間的支架,正好證明了我們這個想法。在力與運動的單元裡,橡皮筋形狀的改變程度越大,相對地產生的能量就會越大。可是為什麼撐高9公分的橡皮筋,滾動的距離反而會不如撐高6公分的遠呢?橡皮筋的彈性曲線和落地角度幫我們解答了這些疑惑。

台灣的皮膚

動機: 因為看到校園內塵土飛揚、光禿禿的土地,我們興起了綠地鋪設、重拾往日美景的想法。決定將研究主題定為「台灣的皮膚」-即台灣的原生地被植物。目的:研究與移植台灣原生地被植物, 以尋找自然、美麗、又容易維護的地被栽植方式。研究結果:觀察發現:土壤改造區台灣原生地被植物成長情況比較好;經過移植引進的鋪地效果好又快;台灣原生地被植物漂亮的小花和果實,吸引昆蟲來這裡活動;舖種台灣原生地被植物的土地不太需要澆水。結論:十二種台灣原生地被植物,在改良的土壤上都生長良好。土壤改造可以使植物生長得比較好。台灣原生地被植物會開花、會結果,使整個草皮變得十分美麗,而且會吸引蜜蜂、蝴蝶和昆蟲來覓食。

費先生與巴先生聯手出擊~數列間的關係及延伸

本研究主要從拼滿8×8「方格盤」的活動中,發現m × n 小長方形的邊長為T × S 大長方形的邊長的因數時,即可利用數個m × n 小長方形拼滿T × S 大長方形。 利用m × n 小長方形拼滿T × S 大長方形的特性,探討利用2×1 的長方形來拼貼2×N「方格盤」拼貼方式的總數與個別數問題。發現拼滿2×N「方格盤」的總數符合費氏數列的規律(AN=AN-1+AN-2);拼滿2×N「方格盤」的個別數,可用公式(個別數= 計算出來,其個別數也符合巴斯卡三角形特性。並發現2×N「方格盤」的個別數與總數之間,是巴斯卡三角形與費氏數列關係的實證例子。 進而探討拼滿3×N「方格盤」的總數,符合三N 數列的規律(AN=4AN-1+AN-2)。且3 ×N「方格盤」個別數是2×N「方格盤」個別數的延伸,兩者具有相互的關係存在。

色視差眼鏡的3D影像成像原理

為什麼色視差眼鏡能將平面圖案變立體,因鏡片為穿透型光柵,光束射入鏡片時,會在紙箱上形成多個等距的干涉點,其中以m=+1最亮,為主要影像,其他較弱的光點會形成數個鬼影。當轉動180度時會得到另一個鏡像,因此左右眼會看到相同影像卻在不同的水平位置,而造成3D效應。以紅、綠、藍光雷射射入鏡片時,以紅光的m=+1點偏移最多,綠光次之、藍光最少,因此來自電腦螢幕的光,不論前景或背景光,單色或混色光,都會由個別的單色光獨立繞射偏折後,混合出各種效果。因此才有不同背景時,繞射後最突出顏色不同。同一種顏色的線條在不同背景色下,會繞射出不同顏色的線條。這些複雜的顏色變化都可以顏色位移模型說明,約90%的準確度。

天地一沙間

學校旁的公園正在整修,一堆堆沙土整齊的排放在公園裡,像一座座小山一樣,每座沙土的堆積層坡面與水平面之夾角(我們稱之為斜坡角度),看起來似乎都一樣,令我們很好奇,爬上沙堆,用腳尖踢一踢,凹進去的洞又被斜坡上的沙土給填滿,所形成的角度好像還是一樣,這個有趣的現象,讓我們想了解每座沙堆形成的斜坡是否都固定同樣的角度?我們選擇比較容易取得的材質-鹽巴,在固定的高度下灑落數次,發現形成的斜坡角度大約 40°,但因為鹽巴容易潮濕,所以改用細貓砂做實驗,發現貓砂所形成的斜坡角度大約是 35°,又由不同的高度,不同斜面實驗去比較斜坡角度,結果也約為 35°,於是再進一步選擇不同材質的顆粒,例如:細砂糖,西米露,魚飼料,綠豆,黑豆做實驗。最後我們發現同一材質的顆粒會形成差不多的斜坡角度同一材質的顆粒會形成差不多的斜坡角度,而且決定斜坡角度的主要因素與材質本身相關。

窮則「便」 「便」則通 小小創客 自製樂高手機光譜儀及Arduino RGB LED 光度計

為了解決妹妹在科展中,無法精確測定蝶豆花液濃度和抗氧化力的問題,因此想自製手機光譜儀及光度計。在製作簡易光譜儀的過程中,發現影響光譜清晰度的變因,因此設計實驗進行探究,經過三次改良後,製成設有試樣槽及手機支架的樂高手機光譜儀,能清楚拍攝到汞黃色雙線,且測出的蝶豆花吸收光譜波峰的位置,和國外研究報告相近。接著利用RGB LED、Arduino板、OP放大器、樂高積木等材料,製成具有加蓋試樣槽的SMD RGB LED光度計,並利用圖像積木化的S4A程式,編寫內建波長換算RGB值公式的自動化控制介面,可自動測出最大吸收波長,測出的結果也和國外報告相近,進而編寫檢量線公式的自動化控制介面,可自動測出待測蝶豆花液濃度,測出的結果誤差值約1-5%。

葉葉生歌

大自然的一片葉子,如何吹奏出一首首動人的歌曲,經過我們的研究發現,「葉笛」是因葉片受到氣流吹拂,而振動發出聲音。若想吹出較高的音高,則葉片的受風寬度要窄、葉緣曲率半徑要大、受風長度要短、吹氣角度要小、葉片要柔軟等條件;若想吹出較低的音高,則葉片的受風寬度要寬、葉緣曲率半徑要小、受風長度要長、吹氣角度要大、葉片要厚實等條件。而想要利用葉子吹出動人的樂曲,葉子必須是容易吹奏且容易控制音高,因此葉子的葉緣曲率半徑、葉片的彈性、音域都必須適中,葉緣形狀也以平整較佳。只要選對葉子,知道吹奏的技巧,再加上「一直吹」的不斷練習,人人都有機會成為葉笛達人的。

河流的污染與影響

本研究以PH儀、電導度計、數位式溫度計及電子天平等儀器量測不同河流(濁口溪、美濃河、荖濃溪)、河段(上、中、下游及出海口)之水質變化情形,及其對於不同金屬的氧化情形。研究可知,各水質PH值變化為 濁口溪<美濃河≒荖濃溪;從上游到下游電導度呈現增加的趨勢;各河流從上游流到下游溫度皆增加,一到出海口,電導度與溫度增加的幅度就大幅上升。各種金屬片以使用出海口的水質浸泡,其氧化幅度最大,不同金屬的氧化程度則為 鐵>鋅>銅>鋁。金屬浸泡於各種水質中,溶液的PH值皆上升,以鐵金屬的上升幅度最大;含鐵的溶液其電導度會隨著靜置時間而下降外,其餘皆上升;塗上防鏽漆可使金屬的氧化速率減緩,而通入空氣,使金屬的氧化速增快。

〝紙〞要你動手做

本研究主要探討再生紙的特性,包括再生紙的纖維分佈、厚薄度關係。透過實驗去操作,不同材質再生紙進行染色;製作相同濃度鋁媒染劑、醋媒染劑,觀察再生紙的染色效果;還有不同濃度的鋁、醋媒染劑對相同材質再生紙的染色效果,了解再生紙進行植物染後的顏色變化。