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最佳鄉土教材獎

硝魂使者-NO2性質探討與偵測

本實驗中我們找到NO2(g)的偵測劑:Griess reagent。其吸附NO2(g)會產生偶氮化合物而呈玫瑰紅色。並且發現NO2(g)在不同濃度下具有不同的反應選擇性,但NaNO2(aq)並無此現象。即過量NO2(g)可以根據其反應條件,調節其所產生的反應。 因為Griess reagent可以檢測亞硝酸鹽含量,而食品中常添加硝酸鹽用以增色、防腐與抑制細菌生長,所以我們取各式樣本推算其硝酸鹽含量。發現各樣品中自然存在的亞硝酸鹽很少,大都以硝酸鹽形式存在。 我們也發現蔬菜樣品放置越久,其所含的硝酸鹽會快速增加,推測可能是由於細菌產生硝化作用所致,只要隔絕細菌的作用,就可避免硝酸鹽的大量產生。 為了方便偵測、保存和攜帶,我們將Griess reagent製作成各式偵測劑,可以更簡易的偵測氣態的NO2與水中的亞硝酸鹽。

這是什麼鳥選擇~無尾鳳蝶幼蟲顏色與假眼之探討

陽台上的無尾鳳蝶幼蟲怎麼不見了!綠色葉子不是可以保護牠嗎?牠的假眼不是可以嚇退敵人嗎?昨天還在的,怎麼一下子都被小鳥吃光了,怎麼會這樣!到底綠色與假眼有沒有保護效果?為了一探究竟,我們決定一起模擬實驗找答案! 實驗結果發現小鳥有顏色分辨能力,且會先啄食無假眼的假蟲。但不管有無假眼,小鳥都是從假蟲的尾巴開始啄食。實驗亦證明了大假眼比小假眼更具有保護效果。 在背景保護色的測試中,實驗發現綠色背景在實驗初期具有良好的保護效果,但時間一拉長,則發現綠色背景對假蟲的保護效果並不佳。另外,小鳥對我們實驗的假蟲都戒慎恐懼,每每要到第4天或第5天後,才敢啄食近在眼前的美食!

消失的月世界

位於澎湖最南端的島嶼-七美,在這座美麗的火成岩小島上,有著豐富多樣性的景觀,也孕育了許多不同的土壤類型,為了讓我們更了解自己的鄉土,所以選擇觀察頂隙惡地-月世界景觀逐漸縮小的情況,探討這片土壤的性質差異,讓我們對於這塊令人驚豔的惡地地形的外觀、含空氣量、密度差異、保滲水性、溶液酸鹼度等,有更深入的認識,也進一步體會到它不只是腳下的一塊土,更是故鄉重要的資產。

智力環

智力環是中國古老的童玩,是前人智慧的累積,已經發展了許多複雜的結構。我在一次偶然的機會之下,接觸了這個有趣的玩意,也發現了他的結構和解法與數學有關。於是我藉著這次的科展,研究這個主題,試著找出他的規則,看看是否可以用數學語言來描述。 在研究過程中,我蒐集了許多市面上常見的智力環,也研究了許多書本上有關的文章。在偶然的機會下,我去鹿港玩,又蒐集到更多不同的智力環。之後我開始討論智力環的結構,並加以分類,再來我研究了一些有關拓樸的書,藉由拓樸的知識可以更加清楚的描述有關扣環的結構。 最後,我歸納出巧環的一些基本原則,並且利用這些基本原則發明了幾個巧環。並提出了幾個實用性的應用。

凡走過必留下痕跡

本研究認定竹山地區低位河階共9階,高位河階6階,總河階數共74個,高位河階最大面積為坪頂埔LT3面,總面積達1.9平方公里,應為濁水溪與東埔蚋溪聯合沖積形成;最高位河階為LT6分別為坪頂與第一公墓-1,原屬觸口台地東側不對稱背斜,經清水溪切割而分離;低位河階最大面積為竹山面FT2面,成因較為複雜可能先後受濁水溪與清水溪作用所致;河階剖面顯示,受活動構造通過的階面皆出現撓曲現象,竹山地區東側活動斷層構造明顯,西側則多為背斜與盲斷層,有潛在性危險,若能定時監測與調查必能降低災害發生。

台北地區土地利用型態與環境微氣候關係之研究

學校附近地貌顯著變化,且日常生活中不同地表感受到溫度差異,欲探討不同土地利用型態與環境微氣候之關係。本實驗模擬都市常見七種地貌進行實驗,並選擇七個測站,分析地貌比例、七月日最高溫及日溫差。由統計人工、自然地貌及水體三者比例變化與溫度,探討地貌改變對環境溫度的影響。發現柏油等人工舖面升溫快,於夜間釋放能量加熱大氣,造成夜間維持高溫而日溫差較小。水體、植物吸熱後,部分能量以潛熱釋放減少對大氣加溫,日溫差較大,實驗結果亦顯示含水量越高,溫度上升較緩。此外,有無陰影遮蔽對地表加溫影響顯著,溫差可達30℃以上。地貌型態種類,地理環境,交通運輸等,均為影響微氣候之重要因素,可作為未來都市土地規劃之參考依據。

煉「油」成「脂」-成脂過程的探討及廢食用油在潤滑脂的應用

如何將廢食用油製成廢食用油潤滑脂?首先我們先探討如何煉「油」成「脂」。 與各類油品相比,潤滑脂具有容易吸附、不易流失、耐高溫…等功能。本研究先探討各種影響煉「油」成「脂」的因素,研究結果發現要煉「油」成「脂」,最重要的因素是皂化反應要成功,而影響皂化反應的因素則取決於稠化劑的材料、皂化溫度、皂化時間、反應時轉速快慢、是否加水分散皂化產物。影響潤滑脂品質的優劣因素有基礎油與稠化劑的材料及比例、皂化反應、煉製過程及研磨與否。 在本研究中,廢食用油作為基礎油,與鈣基稠化劑的重量比為 85%:15%,控制皂化溫度1050c、皂化時間一小時、煉製溫度1200c、煉製時間25分鐘、可以成功製作出廢食用油潤滑脂。

好一個「基因」— 十字型橢圓規的推廣研究

本研究中討論了橢圓規的性質,從中提出「對基因進行操作」的觀念,而先將圖形推廣至其他它二次曲線乃至一般曲線,發現其操作模式都和線性變換有關。接著,將反演變換引進操作中,考察其性質。最後,基於上述研究心得,對一些特殊的基因(如常數基因、直線基因、二次曲線基因)及特殊的幾何操作,例如三角形的外心、重心、垂心、內心,甚至費馬點之軌跡加以考察,而發現軌跡除了二次曲線外,尚有一些有趣的曲線。最後,我們也發展出三條線以上的斜角橢圓規或曲線規,而能附帶地以之設計製造美妙的圖案。

衝吧!震動向前的龍爪草

小時候爸爸設計一組遊戲,遊戲規則為讓龍爪草在橡皮筋上平穩且快速的前進,但是並非磨越大力龍爪草跑越快,我們發現應該是頻率主宰龍爪草的移動,因此想透過設計實驗模型進行研究。我們發現不同頻率下龍爪草在吸管中的運動速率不同,為了進一步瞭解龍爪草的運動情形,我們將頭髮黏在吸管上,並觀察吸管不同位置下頭髮的震動情形。此外在探討不同頻率下位置對速率關係時,發現在不同頻率下,吸管中皆有兩處的速率明顯較小,因此我們設計了保麗龍球的實驗來驗證。為了解倒刺角度、密度、長度是否影響速率,我們製作模型來探討並分析龍爪草運動的力圖,而分析結果與實驗是吻合的。最終我們希望將此行進模式運用在機器人的移動上。

「颱」客~追!追!追!

我們以水漩渦模擬颱風進行不同路徑的侵台實驗,以量化方式記錄漩渦生成時和侵台前暴風範圍變化。我們也利用兩個水漩渦模擬雙颱形成,實驗在不同距離及強度變化下,漩渦之間的相互影響。透過實驗我們有下列發現: 一、 路徑2、3、4颱風受到臺灣地形破壞較嚴重。 二、 路徑1、6、7颱風受到臺灣地形破壞程度較輕微。 三、 路徑5、8、9颱風受到臺灣地形影響居於上列兩者之間。 四、 颱風的氣流切入角愈大,受到地形破壞情形愈嚴重。 五、 沒通過臺灣的颱風,離台愈遠,受到破壞的情況較不嚴重。 六、 兩漩渦相距15公分時無法產生相互影響。 七、 兩漩渦相距10公分時,兩漩渦會以質量中心產生逆時針互繞,小的漩渦最後被併入大的漩渦中。