全國中小學科展

第三名

網開一面---水光焦織的探討

主題一:由平行光入射拋物面鏡及球面鏡的實驗探討其聚焦的效果,並發現球面鏡的聚焦效果較差,有焦散成「3」形狀的特殊圖紋,其尖嘴部分往兩側折疊延伸。接著由此進一步探討光源打在中空圓柱中,經由圓柱內側面反射形成的焦散曲線,並利用黑紙遮蔽圓柱體內不同位置以了解焦散曲線的形成。再加以改變光源的位置、角度以及種類來探討二維的焦散曲線圖形。 主題二:深入焦散現象進而研究以雷射光入射水珠,探討其投射焦散的圖紋有規律性,經由立水珠的良好控制,研究外凸弧面及內凹弧面曲線,並由實驗圖片統整歸納出基本圖形,再以其為基礎分析複雜的實驗圖片。

「集集地震」觀察與「地震破壞現象」之簡易模擬

去年(民國八十八年)九月二十一日凌晨一時四十七分發生的集集大地震,為台灣帶來了重大的災難,亦是台灣百年來最大的地震,從各類型的災情報導中,地震造成的破壞包括建築物的倒塌、山崩、地殼變形、公共設施的破壞(如橋樑、水壩、電力設備等)及土壤液化等,另人觸目驚心。 這次的地震的確帶給我們很大的衝擊,於是更激勵了我們繼續前年和去年的地震相關特性研究,前年(民國八十七年)由嘉義瑞里地震後,我們便開始蒐集地震有關資料,不管透過電腦網路、書籍和刊物,甚至設計震動台進行簡易模擬,均讓我們對地震的破壞特性有進一步科學上的了解和實驗,在科學展覽比賽上也獲得不錯的成績。因此,藉由老師的指導,繼續蒐集資料進行研究,並至中央大學參觀地震設備和地震相關介紹;從改善震動台運動快慢開始,重新規劃模擬試驗,期望對地震破壞現象進行更多的模擬和試驗,和這次集集地震所看到的破壞現象比對,並對過去研究作更為詳盡的比較和探討,才能對地震特性有更多的了解。

小小噴泉──「文蛤噴水行為之探討」

在家中,常看見媽媽將市場買來的文蛤放入容器中,加入水,隨手灑入一把鹽,原木緊閉的文蛤,居然又紛紛「復活」似地伸出白白的水管,並且不時有水噴出,引發我們研究這噴水行為究竟會不會受放鹽的多少所影響?在老師的指導下我們又進一步探討了其他可能影響的因素。

堆堆看,誰最遠?

星期日下午,我和黃同學一起到老師家的菜園烤蕃藷,起先,我們各自分開做土?,看誰做得又快又不會倒。老師一聲令下,我們就開始做了。黃同學堆土塊時,土塊和土塊重疊的部份太少了,做到一半的時候,就倒下來了,黃同學做了又做,都是倒下來,可是我的土窟卻不會倒下來,因為土塊和土塊重疊的部份大,等我做完了,黃同學才做到一半卻又倒下,真傷腦筋,他問老師:為什麼他做的土窟會倒?我做的土窟卻不會倒?怎麼堆才不會倒下來呢?於是,在老師的指導下,做了下面的實驗。

來電海盜船-鐘擺式海浪發電機

人類為了用電的需求,使用的發電方式常造成環境的污染,進而對人類及生態造成影響,因此,世界各國開始重視生態環境的保護措施,科學家們正積極尋找低汙染的再生能源,以取代既有的高汙染能源。 本研究利用課本所學之電磁原理及其他科學原理設計一組鐘擺式海浪發電機,經過鐘擺實驗得知,擺長影響鐘擺的行程,而擺錘的重量與行程無關,但實驗的結果發現擺錘愈重愈能克服電磁感應的阻力以及風的阻力,另外,實驗各種條件的感應線圈來製造適當的電磁感應機構以產生電力。最終,照著實驗結果,我們將鐘擺原理應用在海浪發電機上確實能在波動的海浪上擺動並產生電力。

冰山可解旱─海水結冰鹽度之探討

常在想:萬一有一天,地球上鬧大旱災,那該怎麼辦?是否有方法可以解決?在電視上,看到唐老鴨在冰上鋸個大洞,而輕鬆地釣魚,……。這些問題疑惑著我們,要如何揭穿媕Y的奧秘?

點線面-探討毛氈苔的捕食運動機制

毛氈苔的捕食運動是黏液、腺毛(觸手)與葉片之間的協調動作。我們以點線面的方式分別探討黏液、腺毛與形成消化區的各項特性。首先,點的觀察是1.毛氈苔能立即偵測獵物是否為營養物質,2.黏液的分泌量對溫度會進行調節作用(溫度升高黏珠變小、溫度下降則變大),3.利用黏液表面張力說明當黏液進行串接現象時,會增大捕食成功的機會。再則從線的角度提出“腺毛彎曲模型”,說明腺毛柄部正面柄部簧片的功能與背面膨壓變化的作用。最後用“腺毛彎曲訊息分類圖”與“傳遞營養物質訊息模型”解釋黏液、腺毛、葉片與形成消化區各部位間的協調性。綜合上述,設計皿狀容器假昆蟲協助未來探索黏液酵素特性並推論出彎曲訊息應與動作電位的關聯性。

別「眩」耀—全方位防眩光燈

利用兩片偏光片可以調光的特性配合相機與照度計,找出使用相機測量照度與亮度的方法,以此測量「照片」中光源在物體表面反光的眩光程度,並由測試偏光片各角度的透光率、消眩光效果、透光反光材質特性,尋找適合製作防眩燈罩的材質;市售標榜有消眩光(間接眩光)的檯燈(3M博視燈)有使用方向位置的限制,經由實驗瞭解偏光片的特性,重新設計能360°無死角且效率高的防眩光燈,經測試,我們設計製作的燈能減少直接眩光與間接眩光,而且成本更低。

一級古蹟再現「蕨」代風華--蕨美古城

「左營舊城」是台灣首座土石城池。緊鄰學校邊的東門牆垣是座東北朝西南的走向,長約180 公尺高2.4 公尺。位於校園內的牆面,濕氣重,光照弱,植物生長茂盛。城牆上孕育蕨類多達十八種,分布區域面最多的是鞭葉鐵線蕨、鱗蓋鳳尾蕨、鐵線蕨、小密腺小毛蕨等。依城牆高度來區分,蕨類則喜歡分布在離地面160 公分以下。透過探索深深體會到蕨類生長的奧秘,我們製作蕨類簡易檢索表、標本、書籤及網頁,為學校師生及家長導覽解說「蕨美古城」上曼妙的蕨類生態。台灣屬於蕨類王國,處處可見。但當古蹟與蕨類結合成一體時,那才令人讚嘆!但我們發覺古蹟經過維護修補後的地方,蕨類就長不出來了,因此古蹟的維護與生態保育要如何兩者並存,是個值得探討的空間。

神棍的謊言

星期天晚上在夜市,我看到有人用竹竿綁上石頭,放在碗上猜數字,石頭上附有箭頭,箭頭朝那個數字能豎起來,那個數字就是神明的指示,也就是“明牌”,好像在賭博的樣子。我感到很奇怪,為什麼竹竿綁上石頭還能立起來,並且指向一定的數字呢?它和所謂的“冥紙”有關嗎?真的是神靈附身嗎?我向老師提了一連串的問題,老師說「讓我們用科學的方法來證明吧!」於是,在老師的指導下,我們做了許多實驗來驗證它。