全國中小學科展

國小組

一舉一動,光知道!--探討雷射光的掃描原理與應用

五年級學到透鏡單元時,對雷射一字光的實驗器材感到興趣,在拆解並隨意掃描後,發現光對物體的反應時突發奇想,看看能否自製立體掃描器?於是便針對物體表面的顏色、高度、弧度與震動情形,對各角度與型態一字光投射的影響,在設計與進行實驗後發現: 1.物體表面的顏色、高度、弧度與震動,都會對不同形態的一字光投射造成影響 2.利用一字光,對物體顏色與高度的反應,發明了立體掃描器與光測滑鼠尺 3.利用一字光,對反光物體弧度與震動的反應,發明了曲面弧度測量器與三維測震儀沒想到利用簡單的雷射一字光,對不同型態物體的掃描實驗,不僅解決了我們對掃描原理的疑惑,過程中還驚喜連連,意外設計出許多有趣的發明,真可說是小兵立大功呢!

天然小燒包

文明和科技為人類帶來便利的生活,相對的也製造許多污染。設法找出最反璞歸真的暖包,就成為驅使我們進行這個實驗的最大動力。要做出最反璞歸真的暖包,需要的材料必須容易取得、保溫效果要好,還能重複使用。我們找出使用適量的黃豆,加上保暖性高的布料,配合家庭必備的微波爐,就可以簡單的製作出好用的暖包。這個實驗包括國民小學自然與生活科技課程南一版第一冊第二單元「物體受熱的變化」、第八冊第一單元「熱與我們的生活」,以及國立編譯館第十冊第二單元「物質受熱的影響」,還有南一版第八冊第四單元「永續家園」的內容,也讓我們將所學實際從實驗中驗證。

神奇驗算法再探

去年我們經過一連串的探索,解開了神奇驗算法驗算的謎底,原來是利用等式兩邊除以9 會有相同的餘數的原理來進行簡易驗算的!我們很好奇是否還有比9 還厲害的數字可以幫助驗算,原來不只是「9」可以用來快速驗算,其實每一個數字都可以,只是在轉化的過程有的比較方便有的複雜,而且不是所有的數都可以找到轉化的原則,就不是很方便計算。經過這些探索,我們發現「11」驗算的準確度比「9」高,能克服9 不能檢驗出對位錯誤的困難,而且轉化也很方便,所以我們建議改用11 的方式來進行「超級」神奇驗算。

沙漠任務

題目:美國的特種部隊,必須在伊拉克橫越一片完全沒有食物及水的沙漠,到沙漠的另一頭進行機密任務,橫越沙漠要花五天。一個人只能帶足夠三天的乾糧及水,可以多人幫忙進行,請問至少要多少人,才能使一個人橫越沙漠完成任務? 如果橫越沙漠要花六天,至少要多少人,才能完成任務?註1:不能有人餓肚子或餓死。註2:乾糧和水可以放在沙漠等需要的人取用,不會變壞。結論得到兩個數字關係(一)增加的人數順序1、3、9、27 2=1+1 5=2+3 14=5+9 41=14+27(七天任務人數)122=41+81(八天任務人數)(二)N 天人數=3 倍N-1 天人數-1 2=3×1-1 5=3×2-1 14=3×5-1 41=3×14-1(七天任務人數) 122=3×41-1(八天任務人數) (三)依次類推,我們得到任務完成的數字關係式。

天生「礫」質

本研究主要在認識火炎山地形和月世界地形的異同處,並了解不同顆粒大小的沉積物受水流作用產生的搬運、沉積作用的變化情形,進而模擬及探討二種地形可能的形成過程。 透過野外實地觀察,知道造成兩種不同地形顯著差別的主因在於它們岩性的顆粒度不同;水流作用實驗結果發現:顆粒大者不易被搬運,而顆粒小的,不但容易被沖刷,也會被搬運到較遠的地方沉積。 模擬地形形成過程發現,二者的透水性有明顯的不同,礫岩透水性良好,水大多往礫石層滲透下去,表層的礫石易因礫石間的泥沙被沖蝕而崩落,形成近乎垂直的岩壁;而泥岩透水性不佳,所以水多形成逕流,沿著地表表面沖刷,加上細粒的泥很容易被搬運,於是形成月世界地形。

洞動扇葉最來電

主要探討風力發電機扇葉上打洞鏤空是否可提高發電量。如果讓風扇葉面受力不平均可提高轉速,是否可提高發電效益,為了驗證此推論,在扇葉上用不同方式打洞,測試對發電效益的影響。首先自製測試風力發電效益裝置,包含整流器、扇葉裝置、以及測試電力裝置。在初步測試後,利用3D列印扇葉,固定扇葉的樣式。接著探討扇葉形狀、數量、是否打洞、扇葉打洞數量、裝置角度、打洞面積、洞立體樣式、洞距、洞排列方式等,對發電效益的影響。發現扇葉數量為三片,扇葉形狀為橢圓形,裝置角度為80或100度,打3或2個洞,立體樣式為由小到大,洞平均分配打在扇葉上,洞排列方式可以利用右斜向左、左斜向右,且串聯可提高發電效益。

好「菇」到~探討光質對菌菇生長之影響

本研究使用LED燈進行食用菌菇栽培之生長實驗,採用波長430nm的藍光LED與波長660nm的紅光LED,製作12顆藍光、12顆紅光、3顆藍光9顆紅光、3顆紅光9顆藍光與6顆藍光6顆紅光五種組合燈,再搭配12顆白光形成六種不同的光質組合,探討不同光質與不同光照時間對藍寶石菇與補血珍菇子實體生長的影響。 研究結果顯示:綜合考量光質與光照時間,光照時間4小時且藍光為主的光照條件對藍寶石菇子實體數量、重量與蕈傘面積的生長效果最好,而光照時間8小時且藍光為主的光照條件對補血珍菇子實體數量、重量與蕈傘面積的生長效果最好。

花博將現,公車暢遊臺中大發現!

起因於一次想搭公車回家的經驗,卻問不到可以返家的路線,在一切只能依賴網路、手機等3C用品來解決問題外,似乎很難找到一條回家的公車路線。 為了有效應用大眾運輸交通工具,搭乘公車需要更好的查詢和規畫用品,因此我們嚐試製作出一張圖來了解臺中市公車連接的情形,再運用代碼的方式整理出一份表格,用來確認起點和目的地,藉由同停靠站視為等值的想法進行站間的換算,用以規畫出一條真正可以實施的公車路線。 本研究除了提供一個公車路線規畫工具外,仍有許多值得及可改善之處,因此文末除了說明應用的方式,更提出幾項改善的想法,以讓工具的應用更佳便利,符合並接近生活的情境。

我把鐵釘變磁鐵了──探討磁鐵的奧祕

本研究旨在探討磁鐵的特性,從實驗中,我們得知磁鐵兩端的磁力最強;斷裂後的磁鐵,磁極在兩端的磁鐵可以接回去,但是磁極在兩面的磁鐵則不行;大部分的材質板都不能隔絕磁力,但我們卻意外發現高炭鋼材料板的書架卻可以阻隔磁力;高溫和撞擊都會使磁鐵的磁力變小,而且將鐵釘高溫燒灼,置於一個磁場冷卻後,鐵釘就漸漸帶有磁性了。

隔絕光源對酢漿草生長影響的探討

各種草的生長條件不同,使得花園中的台北草與酢漿草彼此爭奪生長的區域。台北草和酢漿草爭奪的結果,酢漿草顯然佔有很大的優勢,使得家長草皮台北草的區域逐漸縮小。本研究以解決台北草生長區域日益減少的問題出發,以不同材質的阻隔物隔絕光源,藉以找出最適合的材質,達成留下草皮,不留酢漿草的目標。研究結果發現鐵盒材其的隔絕物能有效消滅酢漿草,並留下草皮,是最適合本實驗目的的材質。