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佳作

一折不兩斷的義大利麵條 —探討不同條件下義大利麵條的斷裂情況

用手折義大利麵條,並不容易斷成兩段,反而常斷為三段以上。我們建立能控制變因的折麵條機構,模擬手折的情況,探討不同義大利麵條斷裂的情況。 發現砝碼的落下距離越大、兩施力點越近、施力點與支點越遠,麵條容易斷成兩段,當麵條越彎曲,越容易斷裂。圓形麵條越粗,容易斷裂較多段。而寬扁麵條的平均斷裂條數少於圓形麵條。 當麵條受力後,彎曲處會像波一樣傳遞。若是慢慢彎曲麵條,會使麵條在最脆弱處產生第一個斷裂點,接下來會因能量傳遞而在其他點繼續斷裂;若以一定速度彎曲,曲率半徑最小處傳遞後,會在先轉動的施力點另一側發生第一次斷裂點;文獻與實驗都可發現斷裂的麵條會被拉直,產生曲率半徑較小的位置,而繼續斷裂成多斷。

「重」「花」了喔!--探究花青素對於重金屬環境下的水生植物之抗氧化活性--

本研究探討花青素對於提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶(CAT)活性的影響。並以0.1%、0.5%之硫酸銅汙染水蘊草之後,再加入花青素研究是否可協助細胞內的抗氧化物質提高。研究顯示5%的花青素可提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶活性,並可讓已受到重金屬汙染的水蘊草內的抗氧化活性增加,提高其生存的機會。實驗結果也同時顯示花青素、重金屬的添加會影響水蘊草細胞內的葉綠體數量、大小與細胞質的流動速率。

絕「簇」逢生---探討蠶豆及秋海棠形成氣孔簇的環境適應現象

本研究觀察秋海棠葉片的氣孔簇發現,在土壤溼度低的環境能誘發秋海棠(Begonia grandis)葉片出現氣孔簇,因此推測氣孔簇特徵是某些植物為適應乾旱環境所表現的策略。此外,觀察蠶豆(Vicia faba)的氣孔簇,其型態雖異於秋海棠,但在乾旱條件下(澆水量10mL/天),氣孔簇數量也會增加,直至適應缺水環境為止。因此,推論氣孔簇的出現是某些植物節流的共同策略。氣孔簇的特殊形態讓植物不致於因缺水而關閉氣孔,導致無法進行光合作用,如此可增強植物適應乾旱環境的能力。

欺騙你的小眼睛─視我本色

我們主要是在探討眼睛看到的顏色不一定是真實的顏色;我們主要有兩個研究主題,一個是探討色彩對比後的視覺,另一個則在研究色彩同化後所產生的顏色變化。我們要探討的變因有:顏色變化與底色的顏色及線條的粗細、間距、密度、彩度等的關係,最後也結合了「色彩對比」及「色彩同化」的原理與視錯覺「白色僧侶幻覺」的關係。

熟悉的麥芽糖最對味-探討糖化的最佳條件

目前在我們社區中有農家使用傳統做法製作麥芽糖,其容易製作且材料單純,可將食物轉換形式延長保存期限。藉由學校的特色課程,在五年級上學期會學到傳統的麥芽糖製作方式,五年級下學期自然防鏽與食品保存單元中,有學習食物的保存和化學變化。因此透過科展的機會,探討麥芽糖糖化的原因,藉此找出最佳的製作方式,增加傳統麥芽糖的生產速度並節省成本,以及面對現代人喜歡低糖不黏牙的喜好,做出符合現代人口味的麥芽糖,為社區的產業做出貢獻。實驗結果發現使用澳洲產的小麥草,水耕栽培3天,並且在常溫環境以小麥草與蒸熟蓬萊米1:2混合,靜置3小時以上,即可完成省時間及原料,且低糖、黏性較低的麥芽糖,這樣才會好吃不黏牙。

日光建影-日照與建物陰影遮蔽模型程式設計研究

土地有限,建築物不斷向上發展,如果沒有適當的規劃就興樓建厝,會造成日照分配不均更造成居家安全疑慮及能源使用的浪費。為了解決這個困境,我們想建立一套能準確、快速且能自動描繪建築物間影子遮蔽情形的程式,以達成智慧建築「節能永續」及「便利舒適」的目標。 我們用自製建物模型、方位盤、模擬太陽的平行光源,探討不同情況下建築物間影子相互影響的關係。我們發現建築物的影子會隨地理位置、建築物尺寸而有規律的變化。因此我們利用三角函數精確地找出影子的高度=Hb-∆x*tan(θ)/sin(ϕ)、寬度=Pmax-Pmin。 最後,我們利用Microsoft Excel軟體,建立成一份能夠快速且能視覺化自動描繪建築物影子遮蔽情況的程式-「日照與建物陰影遮蔽模型程式」,希望未來能提供給需要的大眾使用。

難民救星~全自動水質淨化系統

在非洲有60%的病人因飲用水的問題患病,導致每年有 180 萬名兒童死亡。為了改善水質我們尋找適合的濾材比較過濾成效,並製作過濾器比較淨化效果,除了最基本的改善水質外,我們也努力的研究如何降低成本、加強淨水效能、操作方便性及實用性來製作淨水系統,希望藉此能幫助到許多無乾淨水源飲用的可憐難民。

生死一「數」間

在生死一「數」間的研究中,假設有x人排成環狀,順時針編號1到x號,從頭開始,以保留→殺掉、保留→殺掉…的方式,找出最後的存活者。首先,我們探討在沒有免死金牌的情況下,總人數x與最後一個存活者F(x)有線型分布之關聯性。第二步,我們尋找擁有免死金牌的人為第y號時,總人數x與最後一個存活者F(x, y)之規律性。第三步,在y的變化下,我們討論F(x, y)與F(x+n, y+2n)之間的關聯性。最後,我們將總人數x固定,尋找最後一個存活者F(x, y)出現的次數及機率,並加以討論與研究。

『它抓得住我』--利用自發性感應電極與磁場作用提高重金屬廢液回收效率研究 --

使用電解法進行重金屬廢液回收被人詬病之處是高耗能,高成本。但本實驗使用硫酸銅水溶液為實驗藥品,利用所發現的自發性感應電極與外加磁場裝置,在電解槽中放入中央平行碳片與外加磁場,與對照組相較最高可達到17.09倍的回收量,且耗能也僅為對照組的7.99%,提高了92.01%的能源使用率;同時發現外加磁場強度越強、中央碳片數量越多可提高整體的銅原子回收量與降低耗能;此外,可利用右手開掌定則解釋為何可增加銅原子的回收量與降低整體耗能、增加整體裝置的電流等現象。本實驗所設計的裝置可作為重金屬廢水處理的重要參考。另研究中也測得中央自發性感應電極所產生電位差,可提供自發性感應電極發生機制的重要依據。

一次加入偶數個相同數之M&m數列穩定性探討

本研究針對M&m 數列在未穩定前有一半的中位數是來自於兩數相加除以2,致使數列在穩定性上不易有明確的規律,在不改變數列的運算規則下,我們改以每一次加入偶數個或更多個相同數的做法,探討能否加快M&m數列的穩定速度?並利用已知的原數列數字間的差距比例來找出穩定次數及穩定值的數學規律性。當原數列為2k+1項,每一次加入N個相同數,我們得出研究結果: 若N為偶數(N2k+1 中位數與左、右兩邊數字差距和相等,則穩定次數=1,穩定值為原數列中位數。 中位數與左、右兩邊數字差距和不相等,則穩定次數=3,穩定值為數列所加入的第一組相同數字。