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讓大地不再哭泣-我是大地小醫生~探討「斜坡滲流破壞」引發土石流與「土石流預警緝」製作之研究

台灣地勢陡峭、地質破碎,加上山坡地常被不當使用,一旦豪雨或颱風侵襲時,上游的土壩易潰敗崩落,令人心驚膽跳。藉由土石流的模擬實驗,發現土石流的發生與坡度、水量、土體結構有密切的關係,而土壩被水入滲破壞的情形也會因土體緊密度、土體粒徑粗細、上游水位高低、入流量大小、土壩寬度而有不同的破壞類型與崩塌速率,土石堆積面積和堆積高度也與當地土體結構有密切關係。另實驗發現土石流動的驅動力與堆積物所在的坡度也有很大的關係,坡度愈大或流量愈大、水位愈高時,其滲流速度就會愈快,壩趾被破壞的時間也愈快。粒徑愈粗,崩塌速率也有劇增情形。本實驗有助於斜坡災害的認識,也期盼土石流預警器能減少土石流災害對人們的傷亡。

真有「空穴來風」?—自然力抽風機的探討

本研究為探討自然力抽風機的運作原理及影響效能之因素,製作簡易的自然力抽風機,進行結構、位置、環境及導風片等變因操作,觀察溫度、溼度及懸浮顆粒之改變狀況。得到結論:(1)葉片角度影響熱氣產生的力及逸出間隙,因此抽風機需適當斜角的葉片(2)葉片數量影響重量及間隙,因此不同大小的抽風機需適當數量的葉片(3)房子愈大,需裝設愈多自然力抽風機,使空氣對流更快速(4)抽風機裝設地點,最好是房子最高處,且屋頂具有斜角(5)室外風能提升抽風機運轉,提升空氣對流的效能(6)無自然力抽風機時,室外風對空氣對流並無明顯助益(7)使用導風片適當的遮蔽部份的自然力抽風機,將可提升風對抽風機的推動(8)抽風機的動力為屋內熱氣及室外風,能排除熱氣及室內溼氣與懸浮物質。

探討水的特性

有一天看自然科學雜誌,發現和我們生活最密切的水有軟水和硬水的區別,對這冬稱感到很陌生,不大了解其意,於是到校請教老師,老師說:「當我們洗衣服時加肥皂粉後容易產生泡沫的水是軟水,硬水是小容易產生泡沫,而且不適合洗衣的水。我們收集各種的水做實驗以辨認那些是軟水那些是硬水,進而探討水的特性。」於是我們收集各種的水和器材做以下各項實驗。

「紙」溶馬桶,不容垃圾桶--還給廁所一片淨地

當今環保意識高漲,「節能省碳」普遍受到各國政府重視與提倡,\r 廁所環境維護也是其中一環,到底衛生紙可不可以丟進馬桶內沖掉?\r 要如何避免「滿廁盡是黃金紙」的窘況出現?這是本研究主要課題。\r 市面上衛生紙種類繁多,哪些才是最適合的廁紙選擇呢?透過資料蒐\r 集、問卷調查以及實驗觀察,對此議題進行三角交互分析,提供給每\r 天都需要使用衛生紙的普羅大眾一個參考。

三柱鼎立—三柱搬盤遊戲最佳移動模式之探討

本次的研究主題是由河內塔遊戲延伸而成的,我們在不增加河內塔的柱數(維持3柱),而增加原始擺盤子的塔數,由河內塔的單塔移動、雙塔的雙塔互換,到三塔的三塔輪換,探討不同塔數的最佳移動模式與最少移動次數間的規律,並推導出一般式。我們的研究是將實際搬盤遊戲過程階段化與模式化,將移動次數表格化,由表格的次數找出規律的算式,再套用等比級數公式、乘法分配律與數的合成與分解,去求出搬盤遊戲的一般式。

暗藏私心的3D偏光視界

我們的研究是針對現今流行的3D眼鏡(偏光片)進行相關探究,進而瞭解各種光穿透偏光片後的變化情形。研究結果發現:光源起始亮度相同的條件下,各色光LED穿透一片偏光片的透光率相近;而穿透兩片疊合的偏光片時,透光率會隨著偏光片疊合角度改變而有規律的起伏變化,紅光的透光率較藍光和綠光約高10%,但是藍光的透光率起伏差異最大,紅光的起伏差異最小。若是在兩片偏光片中間黏貼一層角度不同的透明膠帶,並將偏光片疊合成不同角度時,各色光的透光率起伏差異和最大值皆會產生程度不同但有規律的角度位移現象,表示膠帶具有旋光性。若改變透明膠帶黏貼的層數,透光率的起伏差異和最大值的疊合角度也會改變,但是沒有明顯的規律性。

戰地金門沙灘上的神速雙矛戰甲-角眼沙蟹

金門四面環海,然而長期受到軍事管制封鎖海岸線,造成海岸成為金門居民無法接觸的神秘地區,因此得以保留珍貴、原始的自然生態環境,形成擁有豐富海濱生態資源的寶庫,近年來金門逐漸褪去戰地的神秘面紗後,挖花蛤、淨灘、散步、觀夕陽、烤肉等活動讓海岸逐漸成為居民的休閒場域,2006年7月間本校學區溪邊海水浴場的營運開設,海水浴場上的沙灘車、水上摩托車、香蕉船滿足了遊客的玩心,對於沙灘上原住民帶來的影響卻無人關心,2012年研究今日海水浴場已關場倒閉,給予沙灘生物喘息療養的機會,因此有機會挑選沙灘上的角眼沙蟹,針對其構造、行為、雌雄辨別、棲息環境等進行觀察研究,讓我們一起探索這個偉大奧妙的生物寶庫吧!

奇妙的植物色素

我家菜園種了許多紅鳳菜,因此我最喜歡吃紅鳳菜。紫紅色的湯顏色美麗,味道更好。一天,媽媽又煮紅鳳菜了,正當全家人吃得津津有味的時候;一向頑皮的妹妹不小心竟把桌上的白醋弄翻了,白醋流進了紅鳳菜盤裹。唉!多可惜!一盤美味可口的紅鳳菜竟這樣報銷了。正當我悶悶不樂的時候,我忽然發現原本紫紅色的菜湯,竟然變成紅色,多奇妙呀!記得老師常跟我們說:「一個學生要能運用頭腦、多想、多實驗才是好學生。」於是我把這個奇妙的問題請教老師。老師說:「除了紅鳳菜會變色外,還有沒有其他的問題?」這時張同學說:「我家種了川七,川七水也是紫紅色,川七水也會發色嗎?」為了想知道這二個答案,我們全班同學在老師的指導下,展開了以下二項實驗。

粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾)

本研究是採實際觀察、紀錄日日春植物上所發現昆蟲的生命現象。待其羽化成蟲後,比對昆蟲圖鑑,發現此昆蟲身上特徵與白腰天蛾十分相似。但進一步深入研究與資料比對後發現,竟不同於原圖鑑上的白腰天蛾(Daphnishypothous),而是天蛾科 Daphnis 粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾 Daphnis neri),天蛾科 Daphnis 屬台灣產有二種;茜草白腰天蛾(Daphnis hypothous)與粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾 Daphnis neri)。兩者成蟲的主要特徵是體背中央有一條白褐色的條紋,連接左右翅膀。但發現兩種最主要的差異在前翅膀中線,粉綠白腰天蛾帶有粉紅色,而茜草白腰天蛾前翅膀頂部有一個白點。因此我們可以確定所觀察到的應是屬於粉綠白腰天蛾(Daphnis neri)(又稱夾竹桃天蛾)。研究中兩隻粉綠白腰天蛾產下 115 卵,孵化成功共有 97 隻孵化率達 84.3﹪,最後只有 8 隻能夠羽化成功生存率只有 6.95﹪。此過程了解粉綠白腰天蛾的生命危險因素,也印證昆蟲繁殖的艱辛。同時建立一套探索校園昆蟲多樣化的模式。

小小地質學家是怎樣養成的?

我們是少年科學組的同學,學校經常舉行校外研習活動,大夥見常是滿載而歸,搜集了各種不同的奇怪的岩石”回到學校以後老師輛導我們怎樣觀察、分類、試驗、製作標本,希望我們成為小小的地質學家,更希望每個小朋友都能做一位岩石收藏家。