全國中小學科展

最佳創意獎

「月」來越好玩

分析台灣1912~2011年的百年月球資料,我們以台灣觀察者看月亮時,發現:(一)月球以螺旋式來回繞地球運行,周期約28天(二)月升、月落方位角及過中天高度角的變化量,有相似的循環週期,將每年最大和最小角度差值的變化量繪成曲線,此圖與正弦定律相仿,且變化與沙羅週期雷同(三)出現正東升西落的機率並不大,平均5~6年才出現一次,而且半個月內月升的角度可從偏北的58°移動到偏南的122°,兩者相差64°,月落也是如此(三)面向南方看見月亮的機率為93.6%,遠大於面向北方的機會(四)過中天高度角的分布與四季和月相沒有太大的關連。做簡易的立體模型和電腦動畫,藉此表示月球運動的軌跡,此外,還自製簡易觀測儀量月距,並利用質量法求亮區百分比。

揭開溶液的五四三

藉著物質可在相同密度溶液中懸浮的特性,利用密度差距極微小的BB 彈,呈現許多溶液中不易察覺的現象,加以研究。本實驗探討許多主題:(一)在溶液濃度與密度的關係研究中,電解質與非電解質有很明顯的差異,可能與溶解後帶電的情形有關。(二)不均勻的溶液呈現水平層狀分布,要使靜止的溶液自行擴散到均勻非常不容易(三)在溶液的溫度與密度關係研究中,在我們研究範圍內溫度每升高10℃密度將會降低約0.001406g/cm3。(四)擴散研究中,不均勻溶液的溶質在濃度愈高的地方擴散的愈慢。

太陽公公好歹麥走!!

太陽能是永續的綠色能源,但是目前市面上販售的太陽能板價格都非常昂貴,如果經由附加便宜的平面鏡經過反射,藉以增加太陽能板的光電吸收和能量轉換,將有助於太陽能板的經濟效益並且提升能源的應用。我們以老祖先的日晷原理進行太陽光線的追蹤,使太陽光線和太陽能板保持在垂直狀態取最佳照度,再利用平面鏡的反射來取代昂貴的太陽能板以及增加原本太陽能板的輸出功率,運用物理向量的分向量觀念,經過平面鏡反射之後的垂直分量,可以將垂直於太陽板以外之光線再加以利用,增加原有太陽能板的能量輸出。

點線之間—一個從點掃略到線掃略的問題探討

有一三角形ABC,一點M在三角形邊AC上,一圓以BM為直徑,交AB、AC分別於P、Q,找出圓經P、Q作切線之交點R,當M在AC上做變動時動點R之軌跡為何?首先從特殊三角形的軌跡問題開始著手。再將原問題延伸,使原本的軌跡再對另一動點進行掃略,如使三角形頂點B於一平行邊AC的直線上、任意給定的直線上、過A及C之圓上(不含以AC為直徑的圓)等三種情形移動並利用幾何軟體「顯示軌跡」功能觀察其掃略圖形邊界,並試假設其為何種特殊圖形,並嘗試證明猜測的結論。最後嘗試研究此種特殊圖形的特殊性質並推廣之。

「灰」姑娘告白記

本研究以灰塵為主題,從文獻探討了解灰塵從最初的星體爆炸,再受自然力量及人類行為影響而產生。再以研究者的家庭為觀察對象,探討灰塵在家庭中的種類特色與分布情形,以了解灰塵在家庭生活中的存在狀況。之後以不同大小顆粒代替灰塵,找出「靜電」是影響灰塵是否會揚起的主因後,再切入探討灰塵對生物的影響,以「苜蓿芽」、「蠶寶寶」為例,呈現出灰塵對動植物傷害的嚴重情形。在了解灰塵對生物環境的傷害力後,我們積極的設想如何減少灰塵的對策,除了提出並驗證各種方法外,並設計一台簡易的空氣清淨機,希望透過這個實驗,我們不但對灰塵有充分的了解,更能化被動為主動,努力尋求化解灰塵對空氣惡化的影響力,讓地球的「灰姑娘」也有「告白」的良機。

哆啦 A 夢的時光機-雙翼反轉直升機

這件科展作品是有趣又具備科學原理的「雙翼反轉直升機」。想要製作一個能夠直直往上飛的直昇機並不簡單,必須先要探討飛行的動力及結構,找出最佳的條件,測量配備是首要的,所謂:「工欲善其事,必先利其器」,因此我們先著手設計開發六個測量配備,以精確算出橡皮筋的扭力和旋翼的推力與轉速。配備對小學而言極度缺乏又非常不熟悉,我們必須要無中生有,是一件難度極高的挑戰,是很難完成的任務,但是我們還是一路克服過來,中間歷經了無數的失敗和挫折,才設計開發製作完成,並進行研究,內容分為三大綱:一、探究由扭緊的橡皮筋中釋放出的扭力?二、研究各種長短、寬度與角度的旋翼所推進的動力?三、由實驗數據開發出能飛最的高或是最久的雙翼反轉直升機玩具?由一連串實驗後,我們把各種變因考慮說明。

超越極限的越野蟑螂車

在本研究中,我們想要模仿蟑螂特殊的行走方式來製作可以在各種地形以不減速的方式前進的機器車!在日常生活中,常常看到蟑螂在廚房或垃圾桶旁邊,當我們驚嚇到蟑螂時,蟑螂會非常快速的跑走。蟑螂一般的爬行速度約為1 公分/秒,但在快速行走時,至少能夠約30公分/秒,可見蟑螂之靈敏運動體系,可用於機器車的研究及模擬。

靈魂之〝窗〞—一氧化碳自動感應救命窗之模擬測試

一氧化碳是燃燒不完全時所產生的氣體,它可以在數分鐘內使人致死。近年來有許多死亡案件都是關於“一氧化碳”中毒,在冬天裡更是常常聽到這些駭人聽聞的新聞消息。一般民眾總認為倒楣的事不會發生在自己身上,導致每年都會有因疏失而犧牲寶貴生命的事件,歐洲已經有立法嚴格規定每個人的家中都得安裝一氧化碳偵測器,而日本實施這項政策也有 30年之久。所以我們決定以電子樂高RCX和NXT可程式控制器相關零件作為研究基礎,結合市售的一氧化碳偵側器,組裝出更安全的“一氧化碳”偵測設施,進而模擬測試,期盼能推廣使用。有了一氧化碳自動感應窗,如果發生了一氧化碳濃度過高,就算是只有小孩在家,也可以減少意外的發生。

魔幻金鑰

資訊爆炸時代,資料的流通迅速方便,但安全性也跟著降低,從前以實體文書往來信件時,還能夠在信封上加上彌封,但是電腦網路世界要如何加上這道彌封呢?這也是目前各國重視的資訊安全的部份,強化電腦資料的保存方法,就是加上密碼,這到密碼就是我們所說的彌封,在網路中有了這道彌封,即使資料不慎被竊取,只要解密金鑰不被破解,那重要的資訊便不會洩漏,所以我們便以加密的方法應用為主題來進行探討。

星星相映-以理論與觀測探究雙星形成機制

在銀河系中,多數恆星以雙星系統存在,因此雙星的形成機制在恆星的演化理論中扮演極重要的角色。但目前天文學界對其形成的機制未有定論,而爭論的焦點主要為兩個假說:一個假說為當分子雲在裂解為雲核時,同一雲核會形成兩顆恆星互繞;另一假說為不同雲核會分別塌縮為不同的恆星。這份研究中,我們以金斯最小質量與半徑為理論依據,找尋了上萬筆的觀測數據,並利用兩種不同的算法----週期公式與視直徑法計算出雙星間距,進而分析雙星間距的分布。結果中,我們發現前主序雙星間距分布圖出現了一個小於金斯最小半徑的峰值,經過推論我們排除了兩種方法的觀測限制可能造成的偏差,最後得出結論:分裂說必定存在,然無法排除捕獲說的存在。