全國中小學科展

生活與應用科學科

發光萬色筒

研究結果:光有三原色『紅綠藍』。色料三原色『紅黃藍』。紅與綠光呈黃色、紅與藍光呈紫色‧‧‧‧‧。如果各光的混合強度不等亮度,則會形成不同色澤的色光。這些色光會衍生更多色光,彩虹顏色『紅橙黃綠藍靛紫』就是這樣形成。白光照射各種色料物品顏色不會變:紅就是紅、綠就是綠。色料只反映自己顏色,吸收其他顏色,只要沒有光線就是黑色。所有色料顏色混在一起會成黑色。透過LED燈,把光有三原色『紅綠藍』組合形成一支光色萬花筒,可照射出各種光色。

天籟美聲樂"陶陶"

本研究以生活科技課程中製陶的方法,經軟體 Cool Edit Pro 2.1 來討論有關陶板(筒)的聲音頻率。在研究一中,分析陶板厚度與發聲頻率成 1 次線性關係、長度與頻率成 2 次反比關係(與弦樂器不同)而寬度對頻率影響不大。接著在研究二中發現,頻率與陶筒厚度成 1 次線性關係、筒高約成 1.5 次方反比並與孔徑大小約成 1.7 次方反比。在研究三中發現,陶板兩邊的支撐位置在全長的 9/40 處,敲擊後的響度最大。在研究四中,利用砂輪機及磨刀石微調陶板長度後,發現頻率與陶板長度的微小變化量成 1 次線性關係。(此結果與研究一中,陶板總長度與頻率成 2 次反比近似)。最後結合研究一、二所得的數學關係,順利自製 12 平均律的陶板琴及一組8度音階的陶筒琴。

兵來將擋,『水』來『土』淹

由防颱沙包衍生的防水研究構想。我們模擬瞬間遇豪雨的水流狀況,以沙包進行阻擋洪水沖淹的實驗,以尋求更有效的防洪阻水方法。第一部份以固定數目的沙包,進行不同的堆積方式-單、雙排列、平放、橫放及交錯排列,測試擋水效果。結果顯示平放排列,平躺交錯及側平躺交錯的堆積,較直立的排列有較長的擋水時間。第二部分增加至雙倍的瞬間降雨量,達每分鐘約40 公厘,結果發現唯有側平交錯的堆積方式,可爭取最長的擋水時間,而匯水量亦低。第三部份更換沙包的內容物,加入土壤,以較佳的排列方式進行阻水研究,發現土包的擋水時間較沙包短,但是吸水性好,雙排土包的堆積可達未滲水效果。第四部分以水壩建築的構想,進行金字塔形的堆積方式測試阻擋洪淹,然而可能因為沙包是可朔性的,如此金字塔形反而使接觸水的斜邊,結構較為脆弱,使擋水效過不彰,所以不建議使用金字塔形的堆積。經由我們的研究結果,希望提供給大眾參考,在豪雨期間之防洪,發揮沙包的最佳功能,以爭取逃出時間及減少財物的損失。

海水, 苦鹵水對蕃茄 ,甜椒果實甜度影響

蕃茄和甜椒種植在有海水成分的農地,果實會特別甜嗎?我便採了苦鹵水及海水溶液栽培蕃茄與甜椒,栽培後果實甜度比一般市場賣的果實還要高。成株的生長速度、開花數、結果速度也都比較快,生長的也比較好,所以農民可能可以利用等比例的苦鹵水、海水栽培蕃茄及甜椒也會有很好的生長情形。

自然黑鑽-生物性炭材神奇妙用之探索

本研究探討並比較市面上不同生物性炭材對於調節環境溼度、釋出礦物質離子、影響水溶液的酸鹼值及吸附重金屬離子的能力與差異性。所選取的試驗炭材包含竹炭、備長木炭和稻殼燻炭共五種生物性炭材。研究結果顯示各生物性炭材均具有調節溼度、釋出離子、鹼化飲用水以及吸附重金屬的功能;但不一定如市面上種種有關報導的神奇,仍須謹慎的選擇與應用。不同來源之竹炭與木炭,在各項功能上僅有少許差異,屬於同一類型之炭材。稻殼燻炭對重金屬及其他離子的吸附能力最為卓越;選為移除重金屬?染之炭材最為適宜且經濟,具雙重環保效果。在除濕方面亦以稻殼燻炭最為實惠;然而稻殼燻炭比其他炭材釋出高量之鈉、錳離子,不適用於日常飲水及食物中。

不是「懦」夫─古建築黏著材料之研究與探討

本研究主要針對古建築黏著材料進行研究與探討,實驗結果顯示:一、煮熟的糯米具有黏性,為主要黏著劑;而石灰、明礬、糖、砂土、稻草等材料,則具有抑制發霉、防治螞蟻、減緩龜裂、增強黏著力量、增強結構強度等功用。二、採用當季剛收成的圓糯米,加以蒸煮熟透並攪拌,黏著效果會更佳。三、古建築黏著材料尚可應用在木頭類、紙類等材質的黏合用途上;其次,以其為黏著劑的結構體室溫較現代水泥材料組低;此外,古建築黏著材料在施工時的二氧化碳排放量較少。

“紙”想告訴你—紙尿褲物命再現

先探討紙尿褲的組成成分,是如何吸收尿液,在本研究中我們將探討廢棄的紙尿褲可以再次利用在哪些方面。

水姑娘「紙來紙網」

從一個大人與小朋友皆喜愛的夜市小遊戲—「撈金魚」,引發研究身旁周遭所看過、用過的各種不同紙張的好奇心,這些紙叫什麼?它的負重程度怎麼樣?要用什麼方法去測量出來?沾了水(或是沾不同液體)之後的紙張,其負重程度是否會改變?藉由一連串反覆的實驗中,我們瞭解夜市的撈魚老闆應使用什麼樣的「紙」供顧客遊玩,才不會血本無歸,顧客也能玩的盡興。過程中發現紙網與池水水面的接觸角度是越垂直越佳;紙網在水中的時間越短越不容易破;所選擇的魚種,體型越小越好,活動力較弱較佳;儘快將撈到的魚放入小臉盆,使小魚停留在紙網的時間越短越好,避免小魚掙扎時,弄破紙網。

浮空幻覺DIY

3D擬真投影是現在多媒體展現的新趨勢,本研究結合了高中所學的木工、程式設計、單晶片微處理器等、繪圖軟體等知能來探索佩珀爾幻象的原理,透過單面型幻象展示箱及播放軟體、三面型幻象展示箱及播放軟體、展示影片的製作及拍攝裝置等三項實作,使得浮空幻覺得以呈現。 我們的作品能夠從正面、左側以及右側同時看見且更加真實的呈現。展示箱中透明反射層的材質,我們嘗試過玻璃、壓克力、PVC、半鏡面玻璃及PET聚酯膠膜等,經比較後發現透明的PVC薄板有較佳的效果。光線調控方式則是在箱內貼滿黑色絨布吸收多餘外界光線,背後加裝LED燈提供穩定背景光源。至於展示的影片,我們使用3D軟體繪製與實物拍攝兩種方式。

樂活腳踏車安全照明之研究

腳踏車是一種非常環保的交通工具,因此我們從環保觀點著手研究,利用人力很方便能產生的動能,再利用動能轉換成電能發電。 本研究分成機械結構及電路迴路兩大部分。機械結構有自行設計的 : 1. 不用下車的自主發電機構。 2. 回收煞車時的制動能量輔助發電機構。 均利用繩索的張力傳導力量,並利用槓桿原理對發電機(或稱磨電燈)施力,使其碰到車輪而轉動發電,同時利用彈簧回彈歸位。至於電路部份有簡單的整流、濾波、穩壓以保護電路,還有可以把能量儲存的充電電池。使得腳踏車也具有主動照明、警示的LED 燈,避免一些意外的發生,以保護騎士的安全。 同時實驗了施力大小對發電機轉速的影響、以及煞車輔助制動能力的大小、了解到能量不滅定律。並且實驗行車速度與發電的電壓、電流的關係,以及充放電實驗用以了解電池蓄電的效果。依據實驗結果反覆的驗證,改進機械結構與電路系統,以提高系統之效率與實用性。