全國中小學科展

國小組

感震防盜門鎖的可行性探討

住在臺灣很難避免受到地震的威脅,當地震發生時,有許多家庭因為門窗變形而無法順利逃出建築物,本研究探討—能在地震發生時自動開門的「感震防盜門鎖」之可行性,我們從文獻探討了解地震的分級與加速度有關,進而利用加速度感測的功能進行作品設計,首先為了能在5級以上地震發生時自動開門而進行第一代「感震門鎖」設計與製作、為了防止小偷入侵而改良的第二代「感震防盜門鎖」及能夠由中央控管系統自動開啟建築物所有門鎖的第三代「分離式感震門鎖」,最後經過校正及地震模擬實測,確認三款門鎖都可以有效偵測地震並將門開啟,最後經過與第一線消防人員訪談後,證明本研究作品對於居家防震的準備是具有可行性的。

「光」見果汁,真假立見~果汁吸光度與化學成分關係之探討

本研究的目的是要透過天然果汁和食用化學果汁之透射強度及光譜吸光度圖的實驗結果,建置一個小型數據資料庫,讓大眾能透過自製簡易光譜儀,檢測對照蘋果汁和檸檬汁是否含有化學成分。根據實測結果發現,天然果汁濃度愈高,吸光度亦愈高;而天然果汁內加入的化學成分比例愈高,則吸光度反而愈低;且可明顯看出,完全無天然果汁的化學果汁,其吸光度呈現出一條沒有波峰且吸光度僅維持在0.4以下的近似水平線。

浮光掠「螢」---探討螢光物質的發光特性

為了探討螢光物品的發光特性,我們自製簡易的螢光拍攝裝置來拍攝光譜影像,並分析光譜特性。把貼有光柵的手機鏡頭對著被雷射光照射的螢光物品,就可以拍攝到螢光物品所發散出來的螢光光譜。從光譜照片中測量出的螢光中心與螢光範圍的相對距離,分析歸納後發現,不同雷射光源、不同螢光物質的顏色、材質、濃度都會影響光譜的亮度和色光的分布情形。我們將不同比例的紅色與綠色螢光混合液體的光譜,用Excel軟體畫出相對波長與強度關係的波形圖,可以看出混合液體中的顏色比例,也驗證了橘色與黃色是由三原色中的紅色與綠色組合而成的特性。

校園藍色小精靈---沖繩小灰蝶 喜愛的蜜源植物與紫外線溫度對斑紋變化的探討

本研究主要在探討沖繩小灰蝶喜愛的蜜源植物,以及溫度和紫外線對翅膀斑紋變化的影響。首先確認小灰蝶在校園的生存條件現況:種類及數量會依季節變化,活動區域多在空曠日照充足草地,產卵喜愛離地30cm左右陽光充足花壇,食草充裕有季節性,蜜源植物數量不穩定,會受割草頻率影響。其次設計以不同花色與花冠形態的花朵,進行蜜源植物喜好實驗,得出小灰蝶喜好的蜜源植物種類為黃色管狀花、舌狀花,研判與小灰蝶口器長度有關,提供學校作為植栽規劃參考。另外設計溫度升高、仿日光照射及雙重條件,小灰蝶冬日型腹面翅膀,在實驗條件下經過兩小時,下翅斑紋稍微變清楚,確認溫度升高與紫外線燈照射,都能使小灰蝶明顯產生行為活潑與展開翅膀的動作。

”瓶”水相”澆”的漏刻與九龍杯

在家中種植物可以綠化環境,令人賞心悅目。但照顧起來卻有些麻煩,有時忘了或出外旅遊無法澆水,而使植物變得奄奄一息的。為了解決這個問題,我們嘗試利用回收資源做為材料,設計出環保實用的自動澆水器,讓家裡種的植物可以一直綠意盎然。 我們主要是利用自製的漏刻與九龍杯,來控制澆水的水量與時間,並從中探討漏刻及九龍杯的現象與原理。在實驗中,觀察漏刻出水孔的孔徑粗細、數量多寡等變因對水流流速的影響,觀察九龍杯杯身大小、管口位置等變因對水流流量的影響。最後,利用毛細現象將澆水後流入集水盤中的廢水導引到其他花盆中,提供其他植株生長之用,充分利用水資源。

智慧開關-以水量變化操作槓桿擺動之應用

本研究是製作一部環保、全自動運轉與依照天氣變化可開啟或關閉的澆水開關。 研究從如何把主開關與槓桿結合在一起,使得擺動槓桿就能帶動主開關一起動作;接著研究槓桿左邊該掛上多少的重量,才能夠確實讓主開關開啟,讓水經由主開關流出,分成左右兩邊,左邊是主要應用的出水口,右邊是控制用的,它會把水引到槓桿右端的裝水容器中,使槓桿右端的重量大於左端而讓主開關關閉,水停止流出;接著再研究右端裝水容器中的水,如何減少而使重量變輕小於槓桿的左端,讓主開關自動開啟,繼續下一個循環讓水流出來。 研究發現介質虹吸原理,能夠控制主開關在晴天、陰天、雨天不同天氣,以不同的時間啟動主開關,完成一部具有智慧澆水的自動裝置。

小『薯』立大功–馬鈴薯種薯克數成長情形與收成量之研究

馬鈴薯品種很多,我們選擇其中常見5個品種作為實驗種薯:研究發現發芽效益以克數來看是10g與20g,以品種來看最好黃肉,最低的是紫肉;成長高度以品種看臺一長得最好,克數則以40g長得最好,5g最差。馬鈴薯結薯總克數以克數來說:40g收成量高,50g並未占種薯優勢,5g最差,顯示成長高度與結薯總克數有相關性;以品種來說:則以大葉多,紫肉少。 從 CP值來看,首推大葉5g、臺一8g。從成本計算利潤而言,種植大葉5g的利潤最高,紫肉5g最低;從種植面積計算利潤來說,則是紅肉40g最高。 10g、20g文獻所言最佳種薯克數,然而實驗發現不論以收成量、CP值或利潤而言都顯示未必有最佳表現。

扣住你的「C」~C型快扣之包覆力探討

本研究主要探討「影響C型快扣包覆力的因素」,希望能開發CP值佳及可應用於生活上的產品;我們花費二年在創造力課進行研究,第一年先開發C字扣的創意點並申請專利,第二年針對最佳條件進行研發。測量包覆力方法是「將容器放入C型快扣,陸續放置重物,測量5次可承受重物不滑動時的重量」;我們三D繪圖列印出各條件實品共77種,第一階段改變基本結構條件得知,影響包覆力效果為減少內徑 >增加厚度 >增加高度 >增加弧長 >增加密度。第二階段改變變化結構條件得知,影響包覆力及CP值效果為加止滑墊 > 增加3支條 > 對照組 > 孔洞數2 > 改為ABS材質。 針對物品重量不同也開發不同掛置方式的C型快扣,有磁吸式、ㄇ型掛勾式及吸盤式可應用於生活中。

「沫沫」無「蚊」-環保液體噴射滅蚊

在外掃區打掃時,常常會被蚊子叮咬,噴了防蚊液蚊子還是會靠近,噴殺蟲劑又擔心會危害環境,所以想找出生活中易取得且環保的溶液來滅蚊,並將溶液裝在小噴瓶中,如此便可隨身攜帶。外掃區的蚊子大部分都是白線斑蚊,我們取得蟲卵後,就開始進行飼養。本研究主要探討哪些溶液具有較好的滅蚊效果;首先在錐形瓶中噴射,再用中型容器做效果測試,最後在蚊帳裡做實際測試。由實驗結果得知:香茅油、1:5的沙拉脫水、1:150肥皂水及75%酒精在錐形瓶中的平均噴射次數為1~1.3次、中型容器裡1~1.3次、蚊帳中1~3.3次就能使蚊子喪失飛行能力或死亡。蚊帳中又以1:5沙拉脫水及香茅油的滅蚊效果最好。下次去外掃區打掃時,就可以用這些環保滅蚊液來滅蚊了。

老天爺也愛「戳戳樂」?-瑞里蝙蝠洞的地質調查研究

瑞里燕子崖、蝙蝠洞擁有豐富的地質景觀,附近皆為沉積岩地形,可由我們在此發現的生痕化石「砂棒」來證明。兩處的地形皆為水平的地層,表示從形成到現在沒有出現太大的地層變動。蝙蝠洞的地層在燕子崖上方,所以較年輕,但蝙蝠洞的凹洞比燕子崖較大,是因為先露出水面受到差異侵蝕的結果,與野柳的蜂窩岩和風化窗類似。我們在蝙蝠洞的岩石上發現有些白色的粉末附著於此,經由實驗證明這些白色粉末為硫酸鹽類。因河流曲道流水速度較慢及崩塌的影響,蝙蝠洞與燕子崖在粗紙坑溪對岸的地層,沒有辦法產生風化窗,因此我們更要好好愛惜此珍貴的地形地貌。