佳作

相剋作用是指植物在代謝過程中釋放出有毒物質以抑制本身或鄰近植物種子萌發及植株發育生長的過程。非洲鳳仙花所在之處，少有其他植物，本實驗採非洲鳳仙花的根、莖或葉之萃取液進行相剋作用之研究，結果顯示非洲鳳仙花確實會抑制小白菜與玉米種子萌發及幼苗的生長，利用多酚類染色方法得知非洲鳳仙花產生的相剋化合物為多酚類，進一步推論土壤中的多酚類會被植物吸收，進而影響植物的生長與發育。

在四年級自然與生活科技課的第一單元裡，有許多計時工具的介紹，其中最令\r 人感到興趣的就是沙漏，它僅利用自然流動的沙子就可以用來計時，而且還相當準\r 確，真是非常神奇又有趣。在觀察沙漏的外型構造與其中沙粒的流動時，讓我們有\r 一些疑問，因此設計一些實驗來尋找答案。

本實驗主要是藉由控制三個變因，以探討大自然中影響波痕產生的情況。藉由改變水波的頻率、水槽中的水深、沙子的粒徑大小，將其所產生的波痕的波峰、波谷的高度以及各個波峰離起始點的距離記錄下來，並且製作圖表，希望能從中發現各變因對波痕的影響，並希望能藉由該發現來推斷出一個可以分析波痕與沉積環境的關係。經由實驗，我們發現水波的頻率越高，波痕的波痕指數越小，且其高峰值離起始點的距離會越遠，而所形成的波痕振幅之臨界質不隨頻率改變。此外，我們也發現在較深的水中，形成完整的波痕的時間較久，而沙子粒徑分佈也會影響其產生的波痕。

我們利用 Ia 型超新星來驗證討論哈伯定律(Vr = H ×d )與測量哈伯常數、探討宇宙年齡，並討論宇宙加速膨脹的可能性、哈伯常數是否為恆定值等。利用網路找出Ia型超新星觀測資料，並借由此型超新星可當成標準燭光(StandardCandle)的特殊性質，我們可以很容易算出星體的距離d ，再借由觀測到的紅移值(RedShift)可算出星體遠離我們的徑向速度 Vr (Radial Velocity)，最後再利用數值方法求出最佳擬合直線來得到哈伯常數。我們從資料、各式理論進行討論分析，認為宇宙極有可能在加速膨脹，意即哈伯常數並非恆定值。我們得到的哈伯常數分為高、低紅移兩部分，以低紅移超新星測量到的哈伯常數~57.6km/s/Mpc；以高紅移超新星測量到的哈伯常數~ 30.6/km sMpc；並綜合高、低紅移超新星，測量到的哈伯常數~ 31.7/km sMpc。若假設哈伯常數為恆定值，低紅移資料對應的之宇宙年齡約 170 億年；高紅移資料對應之宇宙年齡約 319 億年；綜合高低紅移資料對應之宇宙年齡約 309 億年。由於宇宙極可能加速膨脹，哈伯常數極可能是時間的函數，所以宇宙年齡可能也並非簡單哈伯常數的倒數就可算出。

本研究旨在探討地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯的方法，其次分析地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別，並以地震體驗裝置探討「單一固定方向地震」與「水平垂直方向同時作用之地震」之震動大小有何不同。本裝置能防止地震造成的火災，減輕地震災害以降低人員的傷亡與財物的損失，再地震發生時能自動處理一些用戶無法完成的安全動作，增加地震時逃生的機會。本研究藉由台中縣消防局之地震體驗車，進行了各項地震實驗，包括各震度之地震跳電實驗、固定方向與水平垂直方向同時作用之地震實驗以及地震感測器不同安裝位置實驗等，以驗證本安全裝置能依用戶之不同需求，自行設定地震跳電級數，在發生有感地震且達到設定震度時自動啟動安全裝置。本研究經由實驗及統計分析的結果，獲得下列結論：一、採用無熔絲開關(附跳脫線圈及警報接點)、自製地震感測裝置以及瓦斯專用電磁閥等，即可達到地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯。二、地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別，在於安裝在櫃子上會有較大的震動，因此地震感測器建議安裝在牆壁上，已達到正確偵測地震震度之目的。三、經地震體驗裝置實驗得知，「水平垂直同時作用之地震」與「單一固定方向地震」之震動程度相近，因此同級地震搖晃一個方向和搖晃兩個方向的地震相比較，在共同方向的震動大小並無不同。四、地震時啟動逃生裝置之方法，是利用地震感測器去觸發無熔絲開關之警報接點，即可啟動逃生安全裝置，接著系統就會自動關電、關瓦斯、開啟緊急照明以及啟動緊急疏散的語音廣播等。

經過本研究發現分子量大的PVA流動性小，較為黏稠，市售膠水應該是使用較高分子量的PVA。設計測量方式來記錄交聯作用後的流動性、回縮性、沾黏性和出水性。發現PVA醇解度較高做出的史萊姆流動性較小，回縮性也較小，PVA分子量越大時，產生的史萊姆流動性越小，回縮性越大，越不沾黏。水分越多時，流動性越大，回縮性越小，出水性越大，沾黏性越大。硼砂量越多時，流動性較小，回縮性較大，出水性較小，沾黏性較小。與市售史萊姆性質最接近的成分為水重是PVA重的22-24倍，硼砂重為PVA重的0.08～0.11倍。硼酸根需在中性到鹼性的環境下，才能與PVA溶液產生交聯作用，且在已有交聯作用的史萊姆中加入酸性溶液會讓交聯作用破壞，而變回液體。

在五上有關岩石與礦物的課程中，小朋友對礦物的結晶感到非常有興趣，正好「團體活動課」在研究「溶解」的相關問題，他們將裝有過飽和溶液的瓶子帶回家觀察，有的小朋友為了防止灰塵掉落而加蓋，有的小朋友怕弄翻而放在櫃子裡，還有的小朋友放在廚房或冰箱內。第二週當他們將瓶子帶到學校時，發現每一個人的溶液中出現的狀況都不相同，有的瓶底還出現了晶瑩剔透的結晶，這樣的發現引起了小朋友想再研究的動機，於是設計了一連串的實驗，竟然讓每天藏身在廚房角落的糖、鹽、味精及一些調味品搖身一變，成了實驗室的主角，小朋友們也由各項實驗中認識許多結晶物的相關知識，讓自然科學變得更生活化。小朋友說：「每當看到餐桌上的菜餚又想到美麗的糖和鹽的結晶，飯菜都變得更美味可口，不禁又多吃了一碗」。

改變過錳酸鉀、硫酸、草酸、溫度、催化劑等變因之濃度，求得反應速率定律式，降低實驗的危險性及減少實驗花費的時間。我們發現草酸的反應級數為負值，氫離子之反應級數遠大於其他變因，測得此反應的活化能以及找出此實驗最佳的進行條件。

為了找出硫酸銅加速鋅與鹽酸反應的機制，本組自製氣體體積量測系統，並設計實驗證實此系統可準確量測氫氣體積，誤差僅有1.76％。實驗發現：在硫酸銅加速鋅與鹽酸的反應中，銅離子並非催化劑，且只有可被鋅還原的金屬離子，才有加速效果。鋅片在本身可解離的條件下，可經由導線將電子傳遞至銅，使銅端產生氫氣。本組推得硫酸銅加速氫氣產生的機制如下：鋅先將銅離子還原，使銅附著在鋅上，電子由鋅傳遞至銅，再由銅傳遞至氫離子，而產生氫氣。後續實驗確認：銅是加速氫氣產生的關鍵，其可加速的原因：一、還原後的銅會附著在鋅上，形成許多孔隙，使反應總表面積增大；二、銅與鋅間只要有電子的傳遞，就可加速反應，銅的角色可能是加速鋅電子的釋放。

本文探討有機肥料，從現有的肥料到後來的自己親自動手做。剛開始，以四種不同的綠肥進行秧苗實驗，再以綠豆做不同種的綠肥試驗，進而自己動手做有機肥料(甘蔗渣)，用自己做出的有機肥，進行不同質量、不同植物種類的實驗，發現不同的質量、不同的有機肥，都會與實驗結果有密切的關係；而紅甘蔗是我們瑞源的名產，更希望藉此實驗，能帶動大家從日常生活中，懂得廢物利用，一起為環保盡一份心力！