全國中小學科展

國小組

靜"殿"神來,與灰"臣"說拜拜!

在空氣品質越來越不好的情況下,如何淨化空氣成為我們生活中一項重大課題,靜電集塵為清除氣體中塵埃方法的一種,是利用電荷異性相吸原理,與外加高壓而形成二個極性相反的電場,在庫倫力的作用下,使灰塵粒子荷電後向集塵板移動而附著在集塵板上,而達到淨化空氣目的。讓我們製造一台有效的靜電除塵機,來使我們的空氣更加淨化吧!

竹節蟲夜未眠—棉桿竹節蟲斑紋辨識與夜間活動行為探究

本研究除了進行棉桿竹節蟲的生活史與各項行為探究外,為了比較不同個體間身體斑點與紋路的差異,以及了解牠在日夜間活動行為的不同,利用近距離攝影及紅外線錄影設備,紀錄其身體特徵與不同光照環境下的活動情形,以尋找標記棉桿竹節蟲的新方法,並了解其夜行性行為是否受到光線改變的影響。 經各階段觀察與實驗結果分析比較後,我們有以下發現: 一、可利用中胸背板黑色斑點數量及排列圖形,可辨識棉桿竹節蟲個體;而頭胸節深褐色斑紋,除了可區分若蟲與成蟲外,不同個體的斑紋圖案也不同。 二、不同的光照環境,會影響棉桿竹節蟲活動行為的時段分布與時間長短,在全光照環境下,各項活動時間大幅減少,並於日間時段出現較多的爬行與覓食行為。

『烏』煙『髒』氣&『灰』頭『土』臉的行道樹

本研究為了探討台中市捷運施工、大樓興建及汽機車等帶來的空氣汙染,對行道樹的影響,於是選擇捷運路段〈G6-G8站〉的樟樹進行研究。我們發現捷運路線的樟葉外觀上有明顯褐斑、葉片色素分布不均、且有厚厚的灰塵及油汙,而以本校校園樟樹做為對照組,發現一年四季,其葉面上的落塵量都較本校多,尤以冬季最明顯,分析此落塵量與四季的雨量多寡有關,且冬季落塵水溶液pH值明顯較高,推測是鹼性的水泥灰塵所致,而此路段下層樹葉落塵量約為上層的2倍。經實驗也發現這些佈滿塵埃的葉子,它們測得的光合色素含量較對照組低,並且葉片的蒸散速率及蒸散量也降低了。透過顯微鏡的觀察,這些受空氣汙染的葉片會增加葉背氣孔數及擴大氣孔來維持體內的恆定。

莖生莖逝~孑孓不獨活

本實驗主要是探討孑孓及植物在不同濃度的酸鹼性溶液下存活的情形。根據網路資料得知孑孓適合生存在中性偏鹼的水域環境,除了實驗求證之外,進階研究植物可否也適合生 存在中性偏鹼的水域環境下?以此推論在生活中若能利用一定濃度的水溶液,不僅可以消滅孑孓,又能讓植物頭好壯壯,生活中多了份期待,豈不快哉? 此實驗從調查孑孓喜歡出現的地點及其所適應之水域的酸鹼值(ph值)及鹽度外,並以平常容易取得的食鹽、醋、糖、汽水、蘇打粉、肥皂粉來操作不同濃度的酸鹼溶液,分別調製不同濃度的酸鹼溶液為水域環境後,利用試管培養,觀察孑孓與植物在不同濃度的酸鹼溶液下存活與生長的情形?以此找出可以狙殺孑孓存活又不影響植物生長的最佳水域環境。

「翼」「氣」用「試」-氣球直升機的起起落落

一下子就吸引許多人目光的飛行玩具—氣球直升機,是我們這次科展研究的主題。 透過實驗設計與研究,我們發現影響氣球直升機飛行的因素有很多,我們整理出三個面向,包含氣球、扇片、吸管。可想而知氣球越大會使得飛行更久更高;在扇片面向上,使用A4紙包覆、用3個梯形(或圓弧形)的扇片、設定偏折40度角也能增加飛行時間與高度;扇片內的吸管彎曲90度以及使用扁狹狀的出氣孔也對飛行時間與高度有正面影響。若能掌握這些正面的影響變因,相信氣球直升機一定會讓人愛不釋手。

「真」「震」破瓶術

無意間看到許多空手破玻璃瓶的影片,感到很神奇,便進行了一系列的實驗探究。首先,想辦法克服了用空手就可以順利將玻璃瓶擊破的方式,再來便設計實驗來找出破瓶的原理,特別的是,我們自製了一個壓力變化觀測器,可以用來觀測瓶內液體所受壓力的變化。最後,真正破瓶的奇妙原理被我們找出來了,主要可分成兩個部分:一是利用力的慣性作用,使得水與瓶底發生瞬間分離,因而產生了真空泡。二是利用真空泡的壓力幾乎等於零,使得周圍的水瞬間往真空泡收縮而產生震動,因而震裂了瓶底。這個發現也破除了一些人認為這個實驗會造成危險的疑慮,因為真正破瓶的原因,是由於水瞬間收縮而震裂瓶底,而不是會讓玻璃瓶爆裂碎片四飛造成危險。

「凍」顏花漾-在地植物試酸鹼

連江縣受地域性之交通及物資限制,在自然環境上維持了豐富的生態,其中植物更不乏具有地區特殊性的馬祖珍稀植物。本研究透過科學與生活結合,以夏日涼品-果凍為發想起點,結合在地植物萃取出的天然色素,製作天然健康且具在地特色之產品。 研究發現在地紫色系植物適合用於製作天然色素的色彩變化,本次以數項不同色系的花瓣及葉片進行實驗及對照,研究結果顯示在地紫色系植物用於製作天然色素之效果顯著,且在不同酸鹼值下能有明顯的呈色變化。 實驗結果應用於果凍製作,利用在地植物萃取汁液在不同酸鹼溶液之呈色變化情形,作為天然果凍色素之使用,在不同酸鹼程度下就能產生多層次色彩變化,兼具觀賞性及多變性,天然萃取更能兼顧健康。

貓的繁殖密碼

養貓養狗當成寵物人人愛,政府也不斷宣傳要幫寵物結紮以免數量太多造成家庭與社會的負擔,五下自然課也有上到動物的繁殖,為了能更清楚明瞭動物的繁殖力,本研究以貓為對象,費氏數列為基礎,研究影響貓族群數量的「成長期」、「懷孕期」與「子代對數」三個基本變因對數列的影響,找出數學式與推算出貓對(如公母各1隻稱為貓對數量為1)繁殖的模型,以預測貓族群的數量,了解替寵物結紮的重要性。

捲出生路 --- 四季豆豆莢捲曲的祕密

植物在自然界會用不同的傳播方式來傳播種子用以繁衍下一代。利用容易種植的四季豆進行研究,藉由徒手切片觀察得知:四季豆的種子散播是利用母株開始枯萎時,豆莢會乾燥破裂後再翻轉,使種子暴露而掉落來繁衍下一代。豆莢能否順利破裂,是因豆莢果皮內充滿溼潤的薄壁細胞和薄膜狀心皮的壁,失去水分時產生收縮轉化成拉扯豆莢果皮的力量,導致豆莢接合處腹縫線產生破裂,利用塗上白膠的吸水紙乾燥後彎曲可證實。至於豆莢果皮翻轉,則須借助豆莢內、外壁厚薄不同,內壁較外壁薄水分散失快,皺縮速度快,產生以外壁為轉軸的翻轉,貼上透氣膠帶的吸水紙會由無貼膠帶處因較快乾燥而向上捲曲可證實。

早生貴子-早花生發芽率與產量之研究

村子裡家家戶戶都在種早花生,早花生指的是農曆年前就播種,生長期約120天的花生種植方法,由於早種天氣較寒冷,且生長期較短,早花生發芽率與平均產量都比普通花生低,所以,這個研究的主要目的,就是找出一種能提高早花生發芽率與平均產量的種植方法。經由實驗結果,早花生應該先以飽滿種子、用不織布為材質先催芽,催芽時要阻擋光線與覆蓋溼布,約6天後發芽率就可達100%,然後在農曆年前(102年是國曆2月10日以前)將催芽完成的種子種進泥沙地裡,再施肥,這樣可以獲得較高的發芽率與產量。另外,若要使用成本較低的萎縮種子催芽後種入土裡,也可用相同方式種植,其催芽發芽率也可達100%,只是催芽時間大約要10天。