全國中小學科展

國小組

讓「氣泡」說話

本研究採用物理製造法來製備無添加糖分和香料的純氣泡水,在【前置實驗】中利用自行研發的「可調式氣體流量計」找出二氧化碳含氣量穩定的氣泡水,發現以RO逆滲透水源、弱充氣量模式所製備而成的氣泡水在長時間中二氧化碳氣體逸散率低且逸散速度緩慢、穩定!接著,以此氣泡水源在【主要實驗】中利用顯微鏡及Motic image plus 2.0、Image-J軟體進行氣泡水不同靜置時間、不同注水衝擊力道、不同粗細顆粒、不同容器材質等變因的探究,藉由量測及分析在不同變因下氣泡生成平均數量及平均面積,發現以上變因都是影響氣泡水中氣泡生成的重要因素。我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究,發現物理世界中氣泡的奧妙之處,付出再多的辛苦也值得!

雜草也能做電池?

利用車前草以「打汁過濾法」萃取葉綠素液,再以100毫升+4克洋菜粉比例製作葉綠素膠作為電解質。以銅片(4cm×1.5cm)為正極、鋅片(4cm×1.5cm)為負極,有最好的發電效率(0.828V、0.72mA)。串聯5組電池,可讓LED燈持續發光66小時,滴水後亦能持續發光。顯示利用平時視為雜草的植物,也可作為新一代的能源

薄膜振動吸管笛的研究

為解決聲音課程教學時,製作出吸管直笛吹奏,但吸管笛有音量太小的問題,遂想到運用薄膜振動來放大音量,即是在吸管笛前方加入一個發聲源(大聲公)。實驗時分為四部份(1)大聲公:針對發聲源的部位進行實驗,以音量大小分析。(2)薄膜振動水管笛:薄膜振動水管笛吹奏效果不佳,而且體積重大、不易攜帶。(3)薄膜振動吸管笛:保鮮膜做振動膜,效果最佳、而且穩定度高。(4)吸管排笛、吸管笛、薄膜振動吸管笛之比較:薄膜振動吸管笛音量最大。薄膜振動吸管笛與排笛的頻率很接近,兩者應屬閉管笛,而吸管笛為開管笛。薄膜振動吸管笛的音色聽起來像簧管樂器,且波形圖具有特殊的鋸齒狀波。而排笛及吸管笛的波形較平滑。

三十六計,『跳』為上

本文所探討的是一種有趣的排序遊戲。在我們發現其中的數學規律性後,並利用遊戲技巧定義出「跳島戰術」,換句話說,當移動過程符合跳島戰術,將可得到最少移動次數步驟,其最少移動次數的公式:※當符合(空格數/字母數)≦1/2時,奇數個字母為(N2+3N-8)/2次;偶數個字母為N(N+1)/2 次。此外,嘗試以數據推導出解題公式(p.11)後,再找出移動步驟之規律證明(p.9~p.12),希望獲得公式的正確性,最後更反證法(p.17~p.25),試圖以足夠的數據證明公式的正確性。反證法發現,當違反「跳島戰術」的任何移動方式與技巧,皆無法獲得更少的步驟數,因此更可推論證明出遊戲公式之正確性,獲得破解本排序遊戲的最佳策略。

綠色大地---寶特瓶簡易「燃料電池」

「燃料電池」是二十一世紀重要的能源科技,它效率高、噪音低、污染低、進料廣、用途多都是它備受矚目的原因。透過本實驗想了解各項因素對「燃料電池」的影響。我們利用容易取得的寶特瓶進行實驗,實驗內容包括了:找出通電時間、電壓、電極、電解液以及筆芯數目對「燃料電池」所產生的電流與最大電壓的影響,並找出擁有最佳效能的寶特瓶簡易燃料電池。經過實驗與討論發現:(一)通電時間愈久、充電電壓愈大、筆芯數目愈多時,燃料電池產生的瞬間電壓會愈大,使 LED 發光的時間也愈長。(二)電極材料:以鉛筆芯作為電極效果最佳,鐵絲次之,鐵筷再次之,美術用炭筆則不導電。(三)電解液:以運動飲料為電解液可產生最大的電壓;改用食鹽水則可使 LED 發光時間最久。

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。

「膜」力十足─泡泡膜的研究

本研究由兩篇文獻探討中獲得很多知識及經驗,採用文獻中最好的吹法,探討沙拉脫濃度對泡泡數和大小的影響。結果濃度20%時泡泡最大與「文獻一」的結果相近;而濃度增大時泡泡數增加與「文獻二」相符,但是和「文獻一」在濃度25%時泡泡數最多的結果不一樣。我們得出的新結論是濃度對泡泡數及泡泡直徑的影響,是兩種相反的趨勢。「夢幻泡影」又引起我們對泡泡耐久性的好奇心,走入文獻未曾有的境界中去摸索。由站著吹,到吹在廣口瓶或寶特瓶,接著製作拉膜框,嘗試探討濃度對拉膜面積的影響。最後想到膜框形狀是否對耐久時間會有不同呢?因而探討了不同膜框的耐久時間。本研究提供了一些實驗結果與經驗,不周全的地方還請多多指教。

香蕉新樂園

香蕉成熟的轉變過程有什麼變化?到底什麼是催熟呢?又如何催熟呢?哪些原因可以幫助香蕉催熟?這個實驗我們先了解香蕉的催熟與如何判斷。再探討香蕉由綠變黃的原因,由綠變黃之後,香蕉產生了什麼變化?再來我們研究怎麼樣才能把香蕉催得又快又漂亮。透過操作、實驗來看看哪些方法、溫度、水果、薰香氣體、接觸氣體、接觸環境、包裹物質、剝皮程度會影響香蕉的催熟。最後,我們終於發現香蕉催熟的過程與發現讓香蕉快熟的獨門催熟配方囉!

我最喜歡吃的冰

我最喜歡夏天了,因為夏天一到,就可以吃到媽媽做的冰,又衛生又好吃,每次媽媽做冰的時候,我都喜歡在旁邊看,等著吃冰。有一次,我等得不耐煩,就催媽媽快點啦!媽媽沒有辦法,反而問我:「要怎樣做才能加快?」我被媽媽問得啞口無言,不知如何回答,以前我只管有冰吃,從來沒想到這個問題,第二天我到學校,就去請教老師,老師說:「我也不知道,我們可以大家一起來動手做做看。」上自然課時,老師就讓我們提出幾個問題,再教我們做了下面的實驗。

紅姬緣椿象蟲生態探討

本研究是探討紅姬緣椿象蟲生態,透過棲息地觀察、飼養與實驗,瞭解牠在生態系的意義。研究發現:紅姬緣椿象蟲分布在家鄉有台灣欒樹的地方,以樹上蒴果與樹下矮灌木叢或草叢作為主要棲息地,雜食性,喜愛吸食欒樹子;沒有固定棲息的顏色,聚集在不同的光色下,以日光最多。生活史經過卵、若蟲、成蟲,若蟲經五次脫皮變為成蟲。卵到成蟲,約需40天,成蟲壽命平均53天。棲息的生態隨著台灣欒樹開花結果(九月),蟲聚從蒴果往欒樹整棵和樹下草叢蔓延(十月至隔年四月),且數量倍增;每天聚集的地點會隨著溫度與時間而遷移。冬天聚集時身體表面溫度略高於四周物體的表面溫度;在環境逆境下成蟲的生存能力最強。牠不是害蟲,可作為生態觀察的研究對象。