全國中小學科展

第三名

牛仔愛上蛋--探討牛仔布染色助劑以變性蛋白質替代化學樹脂的可行性

牛仔褲製造過程,化學染料及樹脂染色助劑會對環境造成汙染,為保護環境,我們首次利用植物蛋白質(豆漿)加酸變性產生黏性的特質,來取代化學樹脂,作為牛仔布染色助劑,並自製大菁靛藍染料,加入此變性蛋白質混合後,以類似印花方式,直接固著染色於牛仔布上。實驗發現,添加5克醋與100毫升豆漿混合,可得最大量變性蛋白;且豆漿加酸變性不受溫度影響,常溫即有最大變性蛋白收穫量,方法穩定簡單。為檢驗上色後牛仔布水洗及堅牢度效果,更自製水洗機及摩擦機,實驗發現,牛仔布水洗後顏色無明顯改變;摩擦堅牢度,亦有四至五級標準(五級最佳),顯見其不易褪色的良好特性。因此以變性蛋白質取代化學樹脂作為牛仔布染色助劑之方式確實可行。

觀音草漯海灘沉積物分析

草漯村位於桃園縣觀音鄉沿海,海岸線因風浪作用有向內陸退後之現象,海岸線平直,沿海沙灘分布,坡度平緩約2至4度。採樣點位置附近有兩小溪出海口,沙丘平行海岸線分布,呈東西走向。 本研究於2010年1月10日距沙丘底部40至65公尺間垂直採樣12管沉積物,採樣深度由30公分至84公分不等,並以每2公分分層取樣進行過篩粒度分析,並使用顯微鏡觀察各粒徑沉積物之內含物,藉以了解影響海灘沉積物之營力隨時間之變化。 依據粒度分析發現此區,沉積物粒徑大於0.25mm之比例,從10.0%到79.9%不等,影響此區海灘沉積物分布主要力量有水流及海浪,營力隨時間有增強的趨勢。依據沉積物內含物及分層圖觀察,近砂丘底部沉積物主要沉積營力為流水、距陸較遠海灘應以風浪為主,且海岸有向陸地退縮之趨勢。

揭開火炎山的面紗

去年暑假的某一天,爸媽開車帶我到南部旅遊,歸途中經過高速公路泰安休息站後,北上車道嚴重堵車,車子走走停停。媽媽正在抱怨的時候,我突然發現左前方有一座奇形怪狀的山,和我家鄉一坪林的山不同。父親告訴我那是有名的「火炎山」是一座地理景觀很特殊的山,而且政府列為國家自然生態保護區。接著在我好奇的追問下父親從三義交流道下高速公路,首次拜訪這座神秘的一一火炎山。返校日回到學校圖書室,查閱有關資料並請教老師,老師說:「火炎山的地質和環境很特殊,經常有濃霧籠罩,帶有幾許神秘,很有研究價值。」於是,我們幾位同學就在老師的指導下,展開火炎山特殊景觀的研究工作,想揭開她的面紗,探究濃霧裡的天地。

誤導老師三十年的一個錯誤題目

上數學課時,突然聽見擴音器傳來全校老師請到辦公室開會的聲音,只見老師放下粉筆匆匆往外走去,突然問,又不放心的回頭隨手在黑板寫上□÷2.17=1.5…0.28 ,求 □ =?這個題目,十分鐘後,老師回來並檢討這個題目。 經由大家討論,我們一致同意□ =3.535 這個答案,下課後,我發現經過驗算所得的答案好像怪怪的,一連算了幾次都是一樣的結果,我就將題目拿去請教老師,看看到底那裡出了問題,老師也很訝異,並建議大家一起探討研究,經過二個多月的努力,皇天不負苦心人,我們終於有了重大的發現。

同聲相應,同氣相「球」-球狀星團各類半徑與其疏密程度之探討

本研究之目的在探討球狀星團疏密程度的判斷方式,並探討球狀星團半徑之關係。我們發現球狀星團可藉由亮度分布曲線圖來判斷其核心密集程度,並將結果與夏普力.索耶集中度分類法做比較,其結果大致相仿,對於少數球狀星團的判斷結果不同。此研究同時利用球狀星團的潮汐半徑與核半徑之比值作為球狀星團疏密程度的判斷依據,並探討以半光度半徑、半質量半徑來取代核半徑的可行性,結果為潮汐半徑與上述各種半徑的比值皆能有效代表一個球狀星團的疏密程度。除此之外,核半徑與半光度半徑之比值亦能有效代表球狀星團的疏密程度,提供一種不使用潮汐半徑理論值來衡量球狀星團疏密度的方法。

海沙的故鄉─臺灣北濱海沙的認識

台灣北部海濱有許多美麗的沙灘。有一天,爸爸帶我們到北濱遊玩,令我感到好奇的是,沙灘上的沙是從哪裡來的呢?我們又發現,白沙灣海水浴場的沙灘是一片雪白的,而金山沙灘看起來是灰黑色;來到福隆海水浴場,沙灘卻又是整片金黃色的,仔細觀察,這些沙灘的沙不論顏色或粗細都不太一樣,是否它的成分有差異呢?這些差異又代表了什麼意義呢?不禁想舀一些沙回家觀察。就讓我們來一起認識這些沙灘的海沙吧!

二維及三維不完整堆垛方法數之研究

從堆垛金字塔發想,定義了「不完整堆垛」。 一、底列個數n之二維不完整堆疊方法數P(n)=1/√5[(1+√5/2)2n-1-(1-√5/2)2n-1] 且P(n)=3·P(n-1)-P(n-2),其中P(1)=1, P(2)=2。 二、以邊長n之正三角形為底的三維不完整堆垛,方法數T(n)=4T(n-1)-2T(n-2)+T(n-3), 其中T(1)=1, T(2)=2, T(3)=7恰與以正方形為底相同。 三、以邊長n之正六邊形為底的三維不完整堆垛,方法數H(n)=9H(n-1)+3H(n-2)+H(n-3), 其中H(1)=1, H(2)=7, H(3)=67。 四、正三角形與正六邊形的凹洞數有6倍關係,影響方法數。 五、T(n), S(n), H(n)是新發現的數列。 六、本研究討論正三角形、正方形、正六邊形為底。其他正多邊形皆無法研究。 七、以「m列m+K行」長方形為底的三維不完整堆垛,只能橫放方法數 A(m,k)=1+A(1,K)·(m-1)2+A(2,K)·(m-2)2+…+A(m-2,K)·22+A(m-1,K)·12 若能橫放或直放方法數 R(m,k)=4R(m-1,l)-2R(m-2,k)+R(m-3,k)+(2k+1)R(m-1-k,k)-(2K-1)R(m-2-k,k) 八、以股長n之等腰直角三角形為底的三維不完整堆垛,方法數 I(n)=3I(n-1)-2I(n-2)+I(n-3),其中I(1)=I(2)=1,I(3)=2。 九、以邊長n之菱形為底的三維不完整堆垛,方法數r(n)=5r(n-1)-r(n-2)+r(n-3),其中r(1)=1, r(2)=3, r(3)=15。 恰與平行四邊形相同。 十、正三角形與菱形的凹洞數有2倍關係,影響方法數。

親愛的,擦地看我!~ 電動擦地機

從自然與生活科技領域課程中,我們學到了很多知識理論,其實它所包含的知識並不是遙不可及的;如果能用心觀察,我們將會發現它都應用在我們生活中。在「巧妙的用力工具」單元中,我們除了課堂上所學的基本知識外,更以小組合作學習方式,深入探究,將輪軸、齒輪等簡單機械的作用原理,應用於生活中,解決生活中所面臨的相關問題,我們以科學的方法,觀察、假設、討論、實驗、計畫、設計、資料蒐集分析、並運用電腦科技資訊等方式,不斷的嘗試錯誤,一次又一次的修正錯誤,克服困難,以科學精神完成了我們所研發的作品~獨一無二的電動擦地機。設計創作的歷程中,我們體會到團隊合作,腦力激盪的快樂,更感受到自然領域知識的奧妙。期許未來,我們將善用研發的電動擦地機,並不斷地致力於實驗改進,應用於生活中。

台中市行道樹選美大會

(1)大人的樹秀:81 年 3 月 7 日參加在台中市第八期重劃區舉行的台灣省八十一年推動祥和社會親子種樹活動,雖然當天下著雨,但是參加的人非常踴躍,場面更是熱鬧非凡,我們覺得這項活動非常有意義。 81 年 4 月 6 日,距離上次活動相隔一個月,學校又正好放春假,我和爸爸到重劃區看建築商人新推出的售屋現場,順便看看上個月我們所種的樹。結果所看到的情形是(相片)真讓我們大失所望帶給我們的印象是原來大人只是利用 〝 樹 〞 在作 〝 秀 〞 。 81 年 4 月 19 日參加種二千萬棵樹救台灣水源,種二百萬棵樹救大台中水源活動寫生比賽(台中縣石岡水壩)全市共出動 19 輛遊覽車前往參加。剛好當天下大雨,寫生活動因此無法如期舉行,後來,大會帶我們去參觀台中縣的植樹活動。那一次給我們的印象仍然是大人利用 〝 樹 〞 在作 〝 秀 〞 。 (2)由以上幾項活動,帶給我們有 〝 大人 〞 以 〝 樹 〞 作 〝 秀 〞 的感覺,也激發了我們要以 〝 樹 〞 作研究和大人做比賽;同時更想藉此研究來喚起社會人士以實際行動來關心植樹問題,不要只是做 〝 秀 〞 。因此決心做個環保小尖兵,來校閱馬路旁的綠衛兵─台中市行道樹選美大會,當個環保小尖兵和大人比賽:

岸與浪-探討波浪對海岸地形的影響

本實驗以模擬實驗的方法探討海浪對沙岸造成的影響,並了解離岸堤與突堤的設置對海岸造成的影響。實驗過程分別製作最大安定角(約33度)、20度與10度的海岸坡度,並以改變打水深度來控制波浪的強弱,以進行兩者交互作用的探討。每一次實驗約持續進行9節課(約405分鐘)的時間,每一節下課進行測量。研究結果發現:1) 33度及20度的沙灘在波浪較大時,會明顯後退,而10度的沙岸卻不太容易改變;2) 波浪強度弱時,對海岸的影響也就比較小;3) 離岸堤的設置確實可以使沙灘較不易被侵蝕,且離岸堤的長度和設置位置也會影響海岸防護的效果;4)突堤的設置並不會減少波浪對海岸的侵蝕作用,而且突堤後方會發生嚴重的侵蝕,形成陡峭的海崖。