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國小組

火炎山地質研究及土壤改良

火炎山屬頭嵙山層(頭嵙山位在豐原東南方),位於大安溪北岸,縣道苗130甲線上方,每次豪雨就發生土石流,對人、車都是極大的威脅,這次實驗主要探討火炎山的地質特性、土壤結構、找出土石流發生的原因,小組發現如果增加植被就能減少土石流,增加植被的方法有兩種:(一)種植適合酸性土壤的植物,(二)嘗試土壤改良,適合一般植物生長,所以我們就對火炎山土壤的物理、化學性質加以研究,找出不利植物生長的因素,加以改良,使植物得以生長,減少土石流危險,增加土地利用,並做好水土保持。

探索校園植物的催氧率

在自然課做氧氣蒐集實驗時,我們發現紅蘿蔔分解雙氧水的氧氣,不及二氧化錳分解氧氣量的25%,引起我們想進一步去尋找,是否有能替代目前課本上所使用催化劑的校園內植物。實驗發現 : 我們尋找的17種校園植物都能作為分解雙氧水的催化劑,在釋出氧氣的反應過程,會因雙氧水濃度、植物科別、草木本、生長環境等因素而有不同的氧氣累積生成量、反應速率與反應總量;整體上以榕樹、小葉桑、大花咸豐草表現最佳;最後,以校園三種落葉最多的植物來做研究,發現落葉在高濃度雙氧水中催氧率亦極佳,其中以校園內長得最茂盛植物榕樹落葉的實驗效果最好,以此作為天然、環保催化劑,不但能替學校節省一些實驗經費,還可以兼做環保,省糧食,一舉數得。

圖形密碼—密鋪多邊形完全漫遊之研究

從建築燈光秀發想路徑問題,探討「密鋪多邊形進行完全漫遊路徑是否存在?是否可運用模組化的方法找到完全漫遊路徑?」發現不同密鋪多邊形可透過基本幾何拼板分割,當中心或初始圖形是可漫遊且可對外連通,搭配同條件的基本幾何拼板組合,則該密鋪多邊形路徑可完全漫遊;且可歸類同類路徑中不同幾何拼板之等價組合;另外,密鋪多邊形中每個單位圖形若維持原來的「圖形特徵—路徑可行進方向數」,則「密鋪多邊形完全漫遊路徑可以進行任意形變轉換」。在漫遊過程中得到不同密鋪多邊形的基本幾何拼板種類、路徑分類及路徑方法數公式。 最後應用研究結果,有效控制高空智慧清潔蜘蛛人,並設計一款全新完全漫遊路徑邏輯拼圖遊戲。

海潮之聲-天然海螺音箱

軟體動物許多科別的貝殼具有彎曲的號角結構。經篩選合適形狀、大小、種類,以大白蛙螺、夜光蠑螺、椰子渦螺、栗色鶉螺四種材料進行研究,利用X-ray拍攝貝殼透視圖,進行平面測量內部結構與聲音通道的長度;切除塔尖,埋入藍芽喇叭製作成貝殼音箱。播放無和弦版本鋼琴演奏樂曲,隨機選擇聆聽者表達主觀感受,並且客觀使用儀器檢測。結果顯示以貝殼製作的音箱,能夠有效將聲音擴大,而音頻沒有顯著改變;透過轉換,將聲音轉換成聲紋圖圖象化顯示,證實貝殼音箱導致聲音在通道內產生交疊干涉,使音色大為改變。聲音的響度與音調,可以使用儀器客觀證明,科學儀器可以證明音色不同,但無法給出何種音色屬於好聽,音色終究歸於個人喜好。

海綿保保之麥膠蟲蟲

經過觀察發現,大麥蟲吃塑膠的很少,但是比較容易化蛹;所有的大麥蟲生長、長度跟寬度,容易忽大忽小,經過測量,牠們蛻下的皮沒有重量,跟蛻皮沒有關係,我們猜測每隻大麥蟲,都是獨立個體,有自己的個性或喜歡吃的東西、生活環境和溫度,都有些不同,生活情形普遍行動緩慢,愛躲在海綿或保麗龍的物體下面或麥麩中。 在相同時間內,吃保麗龍、海綿、塑膠、麥麩及海綿的化蛹一隻,,吃保麗龍塑膠的化蛹兩隻,吃麥麩及保麗龍、海綿及塑膠的化蛹三隻。食物中帶有塑膠類,大麥蟲會比較容易化蛹,反而是原本的食物麥麩,大麥蟲相對化蛹較慢。各曲風音樂都是保麗龍吃比較多,戲腔曲風分貝起伏最大,蟲會吃比較多塑膠,但相對的,會讓蟲被吃得數量增加。

研究微生物生態瓶-探討應用資料科學聽聲、視影

本研究透過搜尋資料,探討原理後以Winogradsky column裝置在地採集不同水源與泥漿,依據能量來源(光與養分)各呈現出不同的菌落分層;以PH值感測發現水質皆有由鹼性趨近中性的趨勢;以光學顯微鏡觀察發現了草履蟲的接合生殖現象並歸納出細菌的三種運動型態,觀察影像經分析生命科學軟體Trackmate程式定性與定量分析,使資訊視覺化除了可視化微生物的數量,也能看到分布以及聚落。 將追蹤軌跡移動距離座標數據,應用美國以資訊工程聞名的喬治亞理工學院開放軟體,透過智慧演算法感測微生物數據使資訊聲音化藉以輔助視力受損的人;本研究與4月18日PHYS.ORG科學網站荷蘭Delft University of Technology理工學院發布研究細菌游動的運動軌跡,所產生的音樂聲波似度極高,證實了本研究的創新應用價值。

泥岩上的石灰岩~大崗山地質環境之探討

本研究探討大崗山地區,泥岩的回脹力與石灰岩裂隙的關係,並解析大崗山地層組成:(1)上段石灰岩裂隙分布與鐘乳石洞的成因(2)中段化石碎屑層之化石種類(3)透過實驗,驗證下段泥岩層的吸水回脹力足以使上段的石灰岩斷裂。 我們用自製的壓密儀,成功測量出泥岩的回脹上頂力,並經由斷裂實驗,證明泥岩回脹的力量,可以使上方石灰岩產生裂隙。 我們提出創新論述:泥岩與珊瑚礁石灰岩的過渡帶,存在碎屑化石密集層,可硬化成為基岩,使得珊瑚水母型幼蟲,可順利固定著床並向上生長,而形成珊瑚礁;同時珊瑚礁 形成石灰岩後,因為下方泥岩的回脹而產生石灰岩的裂隙。 最後根據研究成果,完成地質館的三層設計圖與Scratch互動程式,可供未來大崗山地質館參考使用。

Rangay-致命的衝擊力-泰雅重壓陷阱探討

Rangay是泰雅族的傳統重壓陷阱。泰雅獵人在Rangay陷阱機關中,為了使陷阱運作,運用許多巧思。而為了增加Rangay陷阱捕獲動物的機會,安置陷阱時,用了些物理原理來增加陷阱的殺傷力。我們就Rangay陷阱儲存殺傷力的科學原理重力位能開始探討,觸動機關後的衝擊力及能量釋放也都成為我們探討的主題。過程中我們認識了祖先流傳下來蘊藏在Rangay陷阱中的科學智慧。實驗研究後,我們對生活中的某些現象,也能以相關的物理科學原理來解釋。甚至在語文領域,也發現了與物理科學原理相對應的語彙。我們也利用實驗結果學習到的物理原理,對Rangay陷阱裝設做了些許微調。這是一次收穫豐富的學習,也讓我們更進一步的體會泰雅族的生活智慧。

衝吧!究極針筒空氣動力車

我們實驗目的主要是探討影響空氣動力車行進距離的因素為何?瞭解其在車身大小與重量相同時,藉著改變針筒大小、針筒容量、重心、車輪大小與車頭,來瞭解影響空氣動力車行進距離的因素,並針對改造車體結構對行進距離的影響來進行實驗與探討,驗證我們的推論。藉此充份掌控一些空氣動力車的製作技巧,期望最終能夠做出一台可以跑得最遠的「究極空氣動力車」。

「峰」芒「幣」露:從聲波判斷真、仿幣

近年來,仿幣氾濫的問題引發廣泛討論,日常生活中我們也曾經收過仿幣。本實驗利用真、仿幣的物理性質及聲音的波形來比較它們的差異,希望可以找出分辨真、仿幣的方法。我們測量了真、仿幣的體積、重量及密度,並且利用專業錄音室的電容式麥克風及音頻分析軟體來收集不同的真、仿幣敲擊相同金屬物體所產生的聲波波形。實驗結果發現: 一、物理性質:仿幣與真幣相比,直徑相似、厚度不一、重量較輕、密度有顯著差異。 二、聲波測試:在8.5K(Hz)以上頻率,真幣具有相似的波形與峰值區間、仿幣峰值區間比同幣值真幣低。 三、聲波比其他物理性質更能鑑別真幣和仿幣。