全國中小學科展

最佳創意獎

空氣的流動主宰著飛機的上升、下降和停止

今年有一架飛機從松山機場起飛,不久就墜入河中,因而死傷不少。於是我們便進行不同變因的飛機實驗,來驗證飛機在起飛、下降時會受到哪些因素影響。 飛機的機翼是上面凸下面平的;也利用這樣的設計來製作、模擬機翼,並用各種方法來實作,結果機翼真的會上升。 設計各種不同的擋風板貼在機翼上,並且設計飛機滑行的軌道(14m),結果測出了飛機降落滑行時的時間,也就是不同的擋風板,會使飛機下降滑行時受到阻擋而慢下來。

蟹謝光臨~後壁湖寄居蟹換殼計畫

陸棲寄居蟹 (Coenobita)為台灣海岸常見的蟹類,恆春半島後壁湖地區雖已列入保護區,但周邊開發甚早,人類大量捕食貝類、螺類,寄居蟹因此無法從大自然獲取螺殼,造成中、大型寄居蟹70%以上背負的是脆弱、保護力差的蝸牛殼。飼養過程觀察到寄居蟹嗅覺遠勝於視覺、有弱肉強食、霸凌搶殼等生物野性,同時還發現選殼的重點除了大小之外,螺殼尾部角度是主要選擇依據,為此我們解剖螺殼做3D列印人工殼觀察。我們號召本地海產店響應換殼計畫,從螺殼的收集、清潔、標記到募集三千顆的海螺殼,提供後壁湖地區寄居蟹換殼,希望藉此喚起大眾對物種保護的意識。

十字軍「斜」征

本篇是研究在矩形棋盤上主教的攻擊情形,藉由了解主教的攻擊性質,尋找攻擊滿矩形棋盤所需的主教最小值、最大值及其配置方法,接著經由證明來驗證其正確性,並發現其研究結果可應用於車禍預測。

挑燈再戰—LED燈泡看不見的秘密

發光二極體(LED)燈泡已經逐漸普及於日常居家生活中。在賣場上我們可以見到各式各樣的燈泡,如不同瓦數、不同色溫以及不同結構的燈泡等,因此本實驗將探討不同燈泡的差異,以及如何選擇品質較好的燈泡來符合家庭不同環境的照明。本實驗將針對透過對十餘種市售燈泡的散熱性、頻閃及演色性進行實驗分析,歸納出實用的燈泡的選用原則,提出簡易的方法,並透過自製工具,讓一般人可以輕易地選擇所需的燈泡。

颱風吞併現象之探討

研究主要探討颱風吞併前後出現的現象,颱風吞併屬於藤原效應中的單向影響型,跟一般常見的雙向型藤原效應不太一樣。我們找出歷史上颱風吞併的數個個案,利用地面天氣圖與衛星雲圖來進行分析,並以中心氣壓較低(視為較強)的颱風作為主要觀察對象,觀察合併前後雙颱的距離、移動、氣壓變化的狀況。我們得到雙颱合併的條件為:距離大致小於700公里,此距離較互繞型藤原效應(約1000公里)小,且雙颱半徑比必須大於2。另外,雙颱靠近時會先互繞再吞併,而此時的雙颱相對移動速率對颱風吞併不造成影響。且在雙颱互繞時,若以中心氣壓較低的颱風為座標軸原點,則中心氣壓較高的颱風移動路徑常呈南北向移動。

「衣」窺宅蟲-何處是「蛾」家

我們到處可見衣蛾蹤跡,透過校園內觀察或外出採集,了解衣蛾喜歡在陰暗、潮溼處繁衍聚集。研究衣蛾生長、生活環境、築巢環境,最後模擬不同環境,觀察衣蛾的活動情形,發現衣蛾懼光、怕冷、喜好潮溼、棉絮多為築巢環境。實驗證明牠築巢材料以沙石為主和喜愛布料棉絮,居家蛾幼蟲抓離筒巢會就地取材築筒巢保暖,牠更以地上的有機碎屑為食,如同清道夫。 本組意外發現,山區竹葉筒巢衣蛾、青苔筒巢衣蛾。山區與平地環境差異極大,縱使提供原生地的青苔與竹葉,仍無法再次築巢,此特殊生物習性,讓我們更懂得不應隨意補抓生物。有關衣蛾瞭解及文獻相當少,有鑑於此,無論衣蛾築巢環境、生活史、特殊的生物行為及防治,都是我們想深入研究的主題。

莓開眼笑、綠意盎然、紅金閃閃-草莓酥

本研究之「草莓酥」是結合了機械科、園藝科、室設科以及食品加工科所共同開發的一項具有特色的產品。此產品藉由機械科利用CNC車床開製烤模、室設科開發草莓酥包裝再配合使用園藝科所栽種之新鮮草莓,以及食品科專業烘焙技能!使原本一成不變的原味草莓酥,變成另一種色彩鮮豔的草莓創意產品。 本研究使用新鮮草莓所製成之草莓膏,再配合使用天然紅麴粉及綠茶粉製做糕漿皮,利用特殊烤模製造出草莓酥。本研究經過檢測及官能品評之後,製作出酸度適中、口感最佳的草莓酥,最後設計出精製的內包裝及專用提袋,兼具伴手禮及自己食用皆是最佳選擇,不僅發揚本地草莓之特色,將此特色產品商品化提高經濟價值,讓「草莓酥」再創另一個台灣奇蹟。

「液油」未盡-探討不同濃度液滴在載玻片表面互動的原因

我們延續學長的實驗,探討為什麼液滴會在玻片上互動。一開始,我們猜想是否烘烤時有物質會附著在玻片上,但是經過設計不同的實驗驗證後,發現並不是有燃燒不完全的物質附著在玻片表面上,而是玻璃表面足夠乾淨就可以使液滴有產生互動的能力,我們把它稱為活化。實驗發現烘烤時間越久,玻片溫度越高,造成玻璃表面活化的現象越明顯,但玻璃表面的活化現象只能維持2~3天。 我們探討了幾種可溶於水的有機物,當它們溶於水後,在不同濃度時會有不同的表面張力,當在活化的玻璃表面上滴上兩液滴,如果兩液滴的表面張力相差10mN/m以上,低表面張力液滴會推擠高表面張力液滴而產生同方向的移動,如果兩液滴的表面張力太接近,兩液滴就不會推擠,會直接互溶。

圖片走出來-自製偏光螢幕探討

在電影院戴上偏光眼鏡時,左眼會看到一個平面影像,右眼會看到另一平面影像,這兩個平面影像的水平位置會有位移,兩眼同時觀看時,大腦會將2個平面影像合成1個3D影像。而「特殊銀幕」是偏光3D的關鍵,但價格昂貴,約3萬元,我們想要找出便宜的材料降低螢幕成本,於是我們測量不同材質的「偏振保留性」、「反射性」、「漫射性」,發現材質表面呈現金屬光澤可保持偏振性;表面光滑,反射性佳、但漫射性不好;霧面的材質,反射性不好、漫射性佳。接著,進行噴漆探討,噴漆後,偏振保留性、反射性及漫射性皆提昇。然後,從不同顏色的噴漆實驗中發現,以白玉卡閃銀、豪卡板銀及珍珠板銀效果最佳,最後利用自製3D螢幕進行3D圖片觀察。

雷神索爾之電光一閃-探討材質、合金功函數對電弧、光譜的影響與農藥簡易檢測應用

本實驗先針對材質功函數與電弧狀態的關係進行研究,進而研究合金比例與功函數的關係,最後進行電解質、水果、豬肉以及農藥辨識分析,結果如下: 一、材質功函數與粗細: 1、功函數與電弧最大距離有負相關,但金屬的表面氧化會讓功函數變小。 2、合金比例所乘出的功函數對應的電弧最大距離與實際值接近。 3、直徑8~12mm的避雷針效果最差。 二、應用 1、 發現電解質濃度越大電弧中紫色光點越多。 2、 水果電弧偏紫紅,其中柑橘類與香蕉的顏色偏淡,可能是香蕉與柑橘類含的鈉離子較高。也發現果皮灰度值≧果肉的水果及灰度值大於豬肉的豬皮電弧顏色會偏紫紅。 3、農藥與非農藥可由波峰在波長500~520nm與偏藍光光譜來分辨。