全國中小學科展

生活與應用科學科

天然ㄟ尚好!-果汁太陽能電池

大自然中有各種顏色的植物,生活在陸地上的它們大都仰賴太陽光,藉由葉綠素將太陽光轉為可以利用的能量。於是我們想知道是否植物(生活在有陽光的環境中)的顏色都可以吸收光進而轉換成可利用的能量呢?如果是的話,可否將其轉換的能量變成我們可用的能源-利用植物的顏色-這種突破傳統能源形式的做法讓我們躍躍欲試。

霹靂槍-教室除塵好幫手

下課後擦完黑板,放粉筆的溝槽積了很多粉筆灰,如果我們能想出有效的方式清除粉筆灰,不但可以避免空氣的二次污染,而且還可以減輕值日生的工作負擔。我們希望能以方便又有趣的方式快速清除粉筆灰,於是討論想要製作一台吸塵器。本實驗探討動力對吸力的影響、集塵濾網對吸力的影響、吸嘴和吸塵管對吸力的影響,最後製作出『霹靂吸塵槍』,並且改進它的缺點。改良後的『霹靂吸塵槍』,可以有效的清除粉筆灰。我們並且讓霹靂槍發揮「吸星大法」,不但可以當個稱職的『窗溝清道夫』,清除窗溝塵土細沙,還可以協助個人座位的整潔。全班動手整理環境,一分鐘讓教室煥然一新,霹靂吸塵槍真是教室清潔好幫手。

神奇的指揮棒

我們的作品「神奇的指揮棒」,是從中壢太平洋SOGO 百貨公司的「音樂玩偶鐘」與「磁簧管」中得到創作靈感。我們選擇平凡無奇,有著圓周運動,規律旋轉的時鐘,但在旋轉的時針、分針、秒針上面,裝上神奇的強力磁鐵(銣鐵錋磁鐵)後,一切都改觀了,就好像交響樂團的指揮大師,他那手中神奇又偉大的指揮棒,也像哈利波特的魔杖,順利變出我們的科展作品「神奇的指揮棒」。在整個實驗過程中,老師指導我們,首先必須對磁鐵基本的特性與現象,有徹底的了解,所以我們從「測量磁簧管感應距離與角度」著手,接著再以磁鐵和磁簧管為應用主軸,搭配時鐘規律的運動,進而做到定時的控制,這些都經由磁性的感應,使磁鐵和磁簧管完成電源及信號的傳遞,以達成實驗中的使用需求。這個磁鐵感應的實驗,讓我們經歷了一次奇妙又有趣的磁性之旅。

情定水果 香邀你我

話說許仙為了拯救愛妻白素貞,每天不眠不休的研發傳說中的〝聖水〞—水果香水。許仙先到大賣場做市場調查,選出最受歡迎的幾種水果香味,作為製作水果香水的依據。緊接著,又因經濟考量,在五種香水製作法中選兩種方法來製作:壓榨法和蒸餾法。經過一連串繁複的實驗後,許仙調配出了一瓶充滿愛的香水,結果,由於壓榨法無法完全把水果中的糖分過濾掉,噴到白素真的身上不但沒還她自由身,反而招來一堆螞蟻咬。最後,許仙選擇可以完全將糖分完全過濾掉的蒸餾法,經過重重的障礙,終於製作出一瓶充滿愛與真誠的水果香水,成功救出愛妻。

曬衣小尖兵~自動收衣組

我們在自然與生活科技領域課程「奇妙的電磁世界」中,學到有關電磁方面的知識並且\r 把它應用在我們的作品中,我們用小組合作的方式,科學的方法觀察、討論、實驗、蒐集資\r 料……,不斷克服困難,最後終於完成了獨一無二的自動收衣組。自動收衣組在照度約\r 1100Lux 的時候,步進馬達會自動將衣服送出室外曬;而且照度約在900Lux 時,步進馬達會\r 自動將衣服收進室內,避免因為來不及收衣服而淋到雨。

含氧~活性負離子水

水含有雜質或界面活性劑,表面張力會變小;而且,水溫愈高,水的表面張力也會變低。所以,我們好奇地研究市面的各種水質、甚至可以找到各商品所行銷檢測的代表性數據,研究中我們想以不一樣的製程及獨創設計了便宜、簡便、能判斷比較水質其中的差異。我們請教專家,自組裝置,製造出高含氧的負離子活性水,以自製表面張力儀測量其與原水或其它水質的表面張力值的不同。除了比較這些水質在物理性上的差異外,我們也研究出化學性的廷得耳效應鑑定高氧水是否已達飽和含氧量;碘-澱粉褪色還原反應以鑑定自組高氧水與其它水質是否含負離子。

分道揚鑣 ─ 曲直形體小風道流速變化的探討

空氣分流經過曲面和直面的阻礙形體時,曲面和直面的流速不同。本研究透過自己設計的測量儀器,測量計算出在微小風道中氣流的流速,並描繪出在曲直面的形體變化或有擾流板時氣流流速線的變化,另可利用觀測流速不同時壓力差異的顯示來解釋流體中漂浮的差異性。

溢流切斷裝置之研究

本溢流切斷裝置包含特製玻璃空管、浮子及彈簧。正立時,浮子重力與彈簧彈力合力等於零,因此彈簧完全壓縮呈開啟狀態;傾斜時,浮子重量於斜面之分力變小,使彈簧壓縮量減少,將浮子上推呈關閉狀態。因銅浮子表面μs(0.4152)較不鏽鋼(0.2131)大,較為粗糙,導致開始作動角度較大。為配合浮子作動,選用彈性係數較小之k3彈簧(彈性係數3.119gw/cm),k1(19.567gw/cm)、k2(32.262gw/cm)則因無法被浮子壓縮而不採用。為了加強氣密,挑選出不受浮力影響且密合度高的橡皮球。由流體流量定角試驗可測得不鏽鋼、銅浮子開始作動角度為47.8°、65.3°,完全關閉角度為67.0°、83.1°。裝置完成後,將其應用於生活中,包含:瓦斯桶關閉裝置、垃圾桶關閉裝置、飼料餵食器、水位預報裝置、娃娃車煞車器、水溝蓋防盜器、機車傾倒警報裝置、枴杖警報裝置,共計八項之設計,呈現裝置應用之廣度。

音波槍

在六上時上過聲音的震動,了解聲音是利用介質的震動來傳能量波動,這樣的現象讓引起我們的好奇心,音波究竟能不能收集呢?平常我們聽不清楚遠方的人說話,把手張開放在耳廓外面,就會覺得聲音加大,同時聽的比較清楚,是什麼原因呢?外耳殼的紋路對收集音波有沒有幫助呢?而在影片「功夫」中小龍女的獅吼功加上管狀金鐘,一舉震退強敵,音波真的這麼強嗎?一連串的疑問,引起我們強烈的興趣。\r 我們想要研究出能有效收集音波的方式,並試試看強度的音波能造成什麼樣的影響?最後設計出能收集聲音的強力音波槍。

變大變小,一付搞定--可變倍率透鏡及其應用

顯微鏡、望遠鏡、相機等所使用的每個光學玻璃透鏡,只有固定的焦距,無法靠單一透鏡做到倍率的改變,必須靠拉長或縮短多個透鏡之間的距離。因此鏡頭的長度、系統的體積、和成本上都不是最佳的選擇。我進行可改變倍率透鏡之研究,將傳統光學玻璃透鏡改為高彈性薄膜和高折射率液體所組成的液體透鏡,透過控制透鏡內層的液體填充量,可讓彈性膜有不同的表面曲度,形成具多重倍率的液體透鏡。在這個研究中,我進行許多研究工作,包括透鏡的設計、彈性膜和填充液的特性研究、填充液改變量的影響分析及調整方法、透鏡相關理論、透鏡教學教具、非接觸式測距等,完成了可變倍率透鏡,在物理的透鏡成像教學和生物觀察,以及實際應用上,都提供很多的幫助。