全國中小學科展

國小組

帶「靜」紗窗,防塵來「勁」-靜電紗窗防塵效果研究

我們發現學校、家裡到處有灰塵,室外的灰塵會經由紗窗進入室內,無論在櫃子上、桌上、地上都常常有灰塵,心想如果利用靜電吸塵的原理,讓靜電導入紗窗,是否能成功阻擋灰塵進入,來改善室內空氣品質,實驗結果發現我們研發的靜電紗窗,確實能攔截灰塵,攔阻80—90%的懸浮微粒進入室內,且透過並聯兩台靜電產生器的效果尤佳;同時利用線香煙粒,發現線香在通風環境正常燃燒下,靜電紗窗也可延緩室內空氣品質惡化。我們成功地在不鏽鋼紗窗上裝置自動型靜電產生器,研發出靜電紗窗來取代市面昂貴的靜電紗窗,有效地減少灰塵進入室內,維護空氣品質。

「衣」窺宅蟲-何處是「蛾」家

我們到處可見衣蛾蹤跡,透過校園內觀察或外出採集,了解衣蛾喜歡在陰暗、潮溼處繁衍聚集。研究衣蛾生長、生活環境、築巢環境,最後模擬不同環境,觀察衣蛾的活動情形,發現衣蛾懼光、怕冷、喜好潮溼、棉絮多為築巢環境。實驗證明牠築巢材料以沙石為主和喜愛布料棉絮,居家蛾幼蟲抓離筒巢會就地取材築筒巢保暖,牠更以地上的有機碎屑為食,如同清道夫。 本組意外發現,山區竹葉筒巢衣蛾、青苔筒巢衣蛾。山區與平地環境差異極大,縱使提供原生地的青苔與竹葉,仍無法再次築巢,此特殊生物習性,讓我們更懂得不應隨意補抓生物。有關衣蛾瞭解及文獻相當少,有鑑於此,無論衣蛾築巢環境、生活史、特殊的生物行為及防治,都是我們想深入研究的主題。

鋼錳現形-使用電解法檢驗不鏽鋼含錳之研究

本研究透過電解含有硫酸根溶液的實驗,瞭解生活中以不鏽鋼為材料製造的產品,是否含錳過量的情形,並且藉由實驗改善調整檢驗之精確性與方便性。 實驗目的著重於簡易性和安全性,從不鏽鋼的相關文獻開始,分為十二個部分,經由實驗操作觀察,發現含有硫酸根的溶液,在不鏽鋼中電解後和錳離子反應成桃紅色的硫酸錳,最後選擇9V的電壓及5%的硫酸鉀溶液為合適的檢驗工具;進而設計檢驗的試紙,ok繃為合適的材質,經由實驗的設計,電解時加1毫升的水於檢驗試紙中,即可檢測不鏽鋼含錳情形。 最後實際測試不鏽鋼產品,檢測實驗的可靠性,從SGS的檢驗報告和研究的實驗結果進行核對,發現確實可以使用此實驗方法檢驗不鏽鋼產品含錳量是否過高。

砂飛土跳--雨水沖刷砂土之模擬實驗研究

自然課上到大地的奧秘時,了解雨水會沖刷地表,到底影響程度如何呢?於是我們採集河流中游和下游砂土進行相關研究,結果得知: 一、河流中游三地門砂土顆粒比下游高屏橋下的顆粒大、較粗糙,形狀多是橢圓、稍有稜角。 二、下游高屏橋下砂土顆粒小,降雨後砂土彈跳數量及高度都遠高於中游砂土,滲入砂土中的水量則少於中游砂土,下游砂土滲入的水比較混濁。 三、模擬連續降雨及間接降雨實驗得知:剛降雨時,砂土乾燥,降下的雨水被砂土吸收,等砂土都濕潤,接下來的降雨就快速的往下滲入,滲水量變多。 四、模擬修剪植物枝葉的實驗得知:降雨後保留枝葉植物組滲入砂土中的水量多,砂土彈跳數量及高度則少於修剪枝葉的植物組,達到有效水土保持的作用。

天搖地動--地震強度與土壤液化

某次出遊,導遊的言論讓我們對土壤液化感到興趣,所以開始了這次的研究。在文獻探討時,我們發現地震強度和加速度有相當大的關係。之後,我們透過電腦運算發現使用人手搖晃產生的加速度和大約落在地震強度4~5級之間。然後在不同沙土比例產生的土壤液化實驗中,我們發現沙:水=9:4時次土壤液化的分界點,當水含量再更高時會非常淹水和土壤液化。接下來,我們用相同比例不同體積的沙土和水測試土壤液化的情況,發現含水比例相同時,體積越大的沙土越容易產生土壤液化。最後我們觀察相同含水量相同體積在不同震度中土壤液化的表現,發現震度=6時才會有明顯的土壤液化現象。

“綠精靈”現形

選取能生吃的菜葉,並以日常生活可食用的十種為“標的”。將十種菜葉,分別以生的、燙的、炒的、回鍋炒的四種不同烹調方法,又分別搗成汁液,以橫向比較不同變化,再以縱向尋找共同現象。它們的共通點是“葉綠素被包在一種液體內”。我們將這液體,命名為───生物液。從“縱向”、“橫向”所發現的共通現象,以圖解來研判葉綠素的變化規律和性質,再以毛細現象來驗證。本研究供烹調時參考,以個人需要,採用不同的烹調方法來吸收最多的葉綠素。

環保〝豆〞寒冬

本實驗透過觀察不同豆類,加熱後溫度變化及維持狀況,篩選出保暖效果較佳的豆子來自製暖暖包。由實驗數據得到保暖效果較佳的豆子,再實驗豆子加熱時間長短及重量多寡,是暖暖包保溫效果最佳的比例。

小鼠不思議—刺激反應行為模式

用迷宮探討小鼠脫困、學習記憶、好奇冒險、同伴行為等反應,歸納刺激—反應行為模式,發現:一、小鼠感官敏銳,能分辨聲音、食物氣味及明暗差異;食物氣味與黑暗環境能誘惑小鼠脫困迷宮,聲音可驅趕小鼠,強光降低小鼠活動力。二、小鼠經1-2天學習訓練,成效就不錯了,但記憶力大都不超過3天,負增強學習成效優於正增強,所以捕鼠籠要常換位置,因鼠類很快就學會避開捕鼠籠了。三、小鼠冒險心低,迴避危險環境,透過新奇物品和食物可強化冒險心,好奇心高,對新奇物品具有探究特性。四、小鼠獨來獨往,不太會一起出迷宮,鼠性自利,但陷阱實驗,救食物也救同伴,具有道德觀,有時會躲在陷阱裡,減少櫃子、箱子等躲藏物,應可減少鼠類出沒。

圖片走出來-自製偏光螢幕探討

在電影院戴上偏光眼鏡時,左眼會看到一個平面影像,右眼會看到另一平面影像,這兩個平面影像的水平位置會有位移,兩眼同時觀看時,大腦會將2個平面影像合成1個3D影像。而「特殊銀幕」是偏光3D的關鍵,但價格昂貴,約3萬元,我們想要找出便宜的材料降低螢幕成本,於是我們測量不同材質的「偏振保留性」、「反射性」、「漫射性」,發現材質表面呈現金屬光澤可保持偏振性;表面光滑,反射性佳、但漫射性不好;霧面的材質,反射性不好、漫射性佳。接著,進行噴漆探討,噴漆後,偏振保留性、反射性及漫射性皆提昇。然後,從不同顏色的噴漆實驗中發現,以白玉卡閃銀、豪卡板銀及珍珠板銀效果最佳,最後利用自製3D螢幕進行3D圖片觀察。

依「山」傍「水」好空氣?-「氣」捕社區汙染源

本校依半屏山、傍水泥廠,每到了春秋冬季除了紫爆的PM2.5汙染,更是不時聞到刺鼻的臭味。當我們發現水泥廠噴出大量白煙時,本校頂樓的微型氣象站PM2.5數值就會激增,足見所噴白煙含有粒狀汙染物。 從模擬地形季風風向的乾冰實驗,發現無風時水泥廠周圍CO2濃度增加,在不同季節的風向中,東北、西北、北北西風亦會依著半屏山地形將上風水泥煙霧帶到社區周圍及山腳區域。從不同煙囪高度模擬實驗,發現煙囪高度超過山的高度時,CO2濃度明顯降低。 從各地雨水、落塵蒐集檢測結果,發現本社區及下風處區域所測得的pH值均大於本市平均值,足見水泥廠所飄出之鹼性粉塵嚴重影響社區環境。 因此除了希望工廠改善排放設備,也建議增加煙囪高度,降低對鄰近社區的汙染。