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佳作

紅葉小巨人

過氧化氫,俗稱雙氧水,沸點 150℃,對有機物有很強的氧化作用,一般作為漂白劑使用。攝取過量的過氧化氫會對人體組織有傷害。實驗室裡是利用二氧化錳分解過氧化氫,但一般家庭食品不適合使用化學法,我們的實驗就是要找出方便快速且無毒性的物品當催化劑來加快過氧化氫分解。於是我們選定幾種蔬果實驗,並改變不同的條件做對照,希望能找出分解過氧化氫最佳蔬果及條件。本實驗的結論有幾點: (1) 紅葉之分解效能為蔬果中最佳(2)紅菜對過氧化氫分解速率高,但受溫度限制,其在實驗中溫度為 40℃下分解效率最佳,在 pH8 分解過氧化氫效果最佳。(3) 利用紅菜葉室溫下或冷藏溫度下與豆類製品浸泡十二小時,即能去除豆類食物中的雙氧水。紅菜生命力強,且價格低廉。所以稱紅菜為「紅葉小巨人」。

“螂”來了-螳螂的型態比較與行為探索

寬腹螳螂、薄翅螳螂及大螳螂棲息環境多為草叢或灌木,常將卵囊產在植物的莖上。前\r 足、翅膀、頭部、胸部與卵囊等型態上的差異,可用來分辨螳螂的種類及性別。螳螂具有雙\r 眼視覺的複眼會隨著光線改變顏色。螳螂大約經過八、九次的蛻皮後,可變有翅成蟲。母蟲\r 齡數比公蟲多一齡,共九齡。齡數的差別可能為了防止近親交配而產生隱性疾病。螳螂多以\r 若蟲及卵的型態越冬。冬末春初及夏末秋初為草原上大螳螂及薄翅螳螂卵囊的孵化高峰期。\r 螳螂一年四季皆可能進行交配,其中夏秋為交配高峰期。交配時間長達兩小時以上或更久。\r 母螳螂一生中可產2-4次卵囊。由生存曲線得知螳螂屬於幼年高死亡型。螳螂常會清潔自己\r 的頭、觸角、步足等部位。螳螂成蟲喜愛的食物有蝶類、蟋蟀等。受威脅時,螳螂會舉起前\r 足靠在胸部兩側,表現出威嚇狀態。本能趨性方面,螳螂具有負趨地性、正趨光性(黃色光\r 最為明顯)。不同的外界光線顏色和環境顏色,對寬腹螳螂體色改變有不同的影響。

「堆」出生機-落葉變黃金

落葉幾乎是大部分學校都難以處理的問題,馬祖地區除了落葉外,還有酒廠製酒的廢料-高粱酒粕與廚餘,在強調環保的21世紀,如果能將垃圾變成有價值的黃金,是每個人夢寐以求的努力方向,運用科學實驗方法找出製作落葉堆肥的便利方法,讓地球環境更美好。

見光死—蘆薈薄膜的光抑菌作用

蘆薈是百合科多肉草本植物,原產地在地中海的沿岸以及南非洲附近,目前在台灣被廣泛的種植。蘆薈品種繁多,其中吉拉索蘆薈(Aloe Vera),被認為有消炎抗腫與殺菌的功效。克雷白氏肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)是一種常見醫院內感染菌,免疫力較低的患者如肝炎、糖尿病人容易感染,造成肝膿瘍、敗血症、眼內炎及腦膜炎等,若能有效的控制能大大降低院內感染。本研究主要目的在探討利用蘆薈天然的性質,以達到對克雷白氏肺炎桿菌的抗菌效果。實驗初期發現添加於培養基中的蘆薈膠並沒有明顯的抑菌效果,但在後續實驗中,發現將蘆薈膠切成薄片冷凍乾燥以後製成的蘆薈薄膜,藉由光照,可使蘆薈膠薄膜表面產生未知的物性或化性變化,使生長於蘆薈薄膜上的細菌明顯減少。我認為,若是能善加利用此薄膜,例如將之放在口罩中,或是使用於冷氣機濾網,也許可以減少細菌滋生且有更好的過濾效果。因此,蘆薈薄膜具有開發類似光觸媒功能的天然物產品之潛力。

紙上玄機-衛生紙的秘密

衛生紙看似簡單,內容卻不簡單,我們發現平版式衛生紙與抽取式衛生紙的花紋類型、張力、吸水性和承載重量都不相同。我們以實作方式統計小朋友適當手掌長/寬度的測量,分析一元所能購買的衛生紙數量,透過訪問方式進行購買動機的行為調查,讓我們發現生活必需品-衛生紙,充滿了有趣的學問。希望大家檢視自己的行為習慣,為節能減碳盡一份心力。

苦茶粉堵塞快易通

家中廚房的水管堵塞了,我們懷疑是因為使用苦茶粉洗碗造成的,上網搜尋解決方法,原來不少人深受苦茶粉堵塞水管之苦,經過許多測試,我們發現熱的飽和小蘇打水溶液可以有效的分解苦茶粉凝塊。網路資料建議大家用苦茶粉洗滌水來澆花,但是,根據我們的實驗結果,發現苦茶粉水溶液對水生生物及種子發芽會造成嚴重的危害。雖然對陸生植物的生長不會有明顯的影響,但對土中的蚯蚓有很大的殺傷力,因此我們建議不要用苦茶粉水溶液來澆花!為避免苦茶粉堵塞的問題,建議大家不妨利用簡易的自製過濾器將較粗的顆粒濾出,這樣就可以安心的使用這種天然的環保清潔劑囉!我們還發現有特殊香氣的苦茶粉具有除臭的功能,用不完的苦茶粉可以放入冰箱中,有助除臭。

高空蛋跳── google面試的丟雞蛋問題

本作品對於2016年丘成桐中瘸數學獎作品(蛋破魂飛一個Google的雞蛋問題),給出完整解答。該問題尋找「最佳的最糟情況策略」,也就是將最大值最小化(min-max)的最佳策略。我們從特例出發:每d層樓檢測一次著手,證明出兩個定理(定理(壹)、(貳))來解答在這種特殊情況下「最佳的最糟情況策略」的完整公式解。再將這種固定d層樓檢測一次的策略放寬,求得一個巧解Google原題的方法。我們的解法具一般性,定理(參)解答任意總樓層的「最佳的最糟情況策略」(原題限制100層樓),而且刻畫「所有」的「最佳的最糟情況策略」,而不是只得到源解答所提供的其中一組解。本作品主要工具是高斯符號、算幾不等式、除法原理,佐以縝密分析手法,完全解答該問題。

這樣分就對了

本篇研究主題為 ”若有x個數分別為A2、(A+D)2、(A+2D)2…、[A+(x-1)D]2,x∈□,A,D∈□ ,今將這些數分為 y 組,y∈□,使每組皆有x/y個數,且每組數之和都相等,試問應該如何分組? ” 的問題,我們以ㄧ個有系統的方式推導出一種分組的方法。除此之外,我們還將此問題推廣至” 若有x個數分別為AP、(A+D)P、(A+2D)P…、[A+(x-1)D]P,x, P∈□,A,D∈□ ,今將這些數分為 y 組,y∈□,使每組皆有x/y個數,且每組數之和都相等,試問應該如何分組? ”的問題,很幸運地,我們也成功的歸納出一套有系統的分組方法來解決這類問題。

水中舞者─轉槳所成之漩渦的探討

轉槳在水中旋轉會產生水漩渦,轉槳的形態不同產生的漩渦形態也不同,本實驗透過\r 自己設計的各種形態地轉槳來探究所產生的漩渦形態、下拉力量、旋轉力及水流形態。

Jump!彈跳泡泡!-泡泡拍打原理與變因之研究

我們發現手套能拍打泡泡,進一步探討原因和變因。研究過程中,我們自製拍打泡泡檢測裝置,延伸研究全反射和泡泡接觸角。經過實驗得出下列結論: 1. 泡泡拍打變因有「布料材質;布料毛的長短、角度、平整、密度、濕度」。 2. 泡泡拍打主要原因推論是「泡泡疏水性」(泡泡接觸可拍打布料時內聚力>附著力,使泡泡維持接觸面積最小的「球形」,便容易脫離布料)。 3. 「可拍打布料上的球狀水珠,底部有白色痕跡」,命名為「水珠白色現象」,是全反射造成!推論布料上有空氣層,能減少泡泡和布料接觸,幫助拍打泡泡。 4. 可藉由泡泡接觸角判斷泡泡拍打狀況。泡泡接觸角越大,拍打效果越好。 5. 泡泡拍打可應用於檢測拍打泡泡效果、泡泡拍、代替空氣壓縮實驗。