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第三名

竹蟬是胡琴的老祖宗-探究弦樂器的構造、發聲方式及製作簡易絃樂器-

竹蟬是胡琴的老祖宗-探究弦樂器的構造、發聲方式及製作簡易絃樂器-竹蟬是我們喜愛的童玩之一。由玩竹蟬的遊戲,我們發現它是自然課本有關「聲的現象」探討的好教材。「聲的現象」佔一至六年級自然課本4/78(5.1﹪);顯示它是特別重要的題材,因此我們決定深入研究。首先,我們收集與主題相關的參考資料,發現在第37 屆全國科學展覽會中有研究「竹蟬變聲術」的作品。經過了解,它的作品內容探討範圍很小,只針對「竹蟬材質和聲音的關係」作研究。在實驗過程中,祇準備13 個用竹子鋸成2.5 公分的竹筒和紙筒13 段,而我們共準備了上百個各種竹蟬,同時變因控制也較客觀(規格一致),他們製作的有些材質的竹蟬實驗極限圈數,只有1 圈或5 圈,就在十多種材質中,比出高低頻順序,實在難以叫人信服。於是,我們擴大研究範圍:(一) 先針對發聲原理--探討發音的方法和發音的特性。(二) 再藉由它來尋找絃樂器的發音特性。(三)進而利用它來自製簡單絃樂器--胡琴。實驗過程中,我們採用較實際明確的方法--創新的聽判法(二分法)噪音測量器;同時,各種材質的竹蟬實驗極限圈數,都必須60 圈以上。經過我們對竹蟬、胡琴深入研究後,發現:(一) 竹蟬和胡琴的發聲方式與發音特性相同。(二) 不同的是:胡琴可以用手指壓住絃的位置,控制它的高低頻,奏出美妙的歌曲。竹蟬就是無法隨心控制它的高低頻,因此無法奏出美妙的歌曲。依據以上的實驗歸納,由無法控制高低頻的竹蟬,進步到可以控制高低頻的胡琴。我們可以說:竹蟬是胡琴的老祖宗。

睡針床

我曾經在電視上看過睡針床的表演很是懷疑。一個人躺在針床上,並且在人的腹部上放一把椅子,教一位女子爬上椅子上跳舞,難道尖銳的針不角刺破他的皮膚嗎?如終想不出所以然,這是我想探究的問題,於果請教師指導開始研究它。

磁中乾坤-探討磁力的特性及其應用

本研究是從自然與生活科技領域中有關「磁鐵」、「力」及「機械」等單元出發,依據磁鐵的各種特性,研究如何精確測量磁鐵的吸力和斥力,並探討磁鐵吸力和斥力的相關性。最後,我們依據磁鐵吸力和斥力的特性,設計可估測重量的斥力秤,並且發展出物體落下時可減緩衝力和可提高平穩度的「磁力緩衝機」。我們利用一整年的時間完成這個研究,研究過程中,不僅覺得科學實驗非常有趣,還學習到如何改良實驗減少誤差,並將所了解的原理應用在生活中。

經濟實用的充磁器

自然科教室裡有許多磁捧和馬蹄形磁鐵,整箱的磁鐵用了很多年,磁性非常微弱,上課的時候,效果很差。我們想、能不能研究一種簡單的方法,使這些磁鐵恢復磁力呢?這樣老師和同學上課的時候,就有磁鐵可用了。於是和幾位同學開始研究。

直線疊紋的聯想

中國時報69.10.13刊登了一篇有關疊紋的報導。如左下圖所示係兩張同心輻射線交疊,便產生了新的紋路,謂之疊紋。這美妙的幾何圖案引發了我們研究直線疊紋的動機。(因為那時我們正學到平面上的直線方程式。我們用印有等問隔平行條紋的筆記本紙由復印機製成膠片(經過縮小)。兩者以0 角交疊,圖從略,結果看到有一群特別明亮的紋件產生,這就是直線的疊紋,我們稱他為亮帶,當0 角改變時,亮帶的位置及間隔距離也跟著改變,仔細觀察,我們發現亮帶經過兩群平行線的所有交點,於是,我們想將座標幾何學以致用,希望能利用法式求出亮帶的問隔距離,這是本文最主要的目的。

矽藻的構造與運動之謎

有海洋珠寶之稱的矽藻( Diatom),長久以來即以它那華麗的外殼吸引許多人的注意,但我們卻被它的另一種能力所迷惑,它們沒有偽足、纖毛、鞭毛等單細胞生物的運動器官,卻能在水中運動,到底是什麼緣故呢?

凹透鏡焦距測定的新方法

學校中之物理實驗,其測凹透鏡焦距時,僅用一種“視差法”。我們認為“視差法”並非良好的測焦距的方法,因此,考慮到何不應用凹透鏡發散光線的性質,進行測焦距的實驗呢?因此,我們開始研究這種測定凹透鏡焦距的方法。

「紙」溶於水,「馬」上分解?

由廁所中的標示開始,我們蒐集市面上常見的衛生紙用品進行物理特性研究,試著找出它們與馬桶阻塞的關係,並以問卷調查民眾的使用習慣。得到下列結果:一、本次實驗的衛生紙用品全部含有螢光劑,皮膚敏感的人需要特別小心使用。二、面紙最輕,卻又不易破損,物理強度又強,泡水三個月後仍然維持原狀。三、衛生紙物理強度較弱,但吸水性最強,最容易分解碎裂,不論是抽取式或平版,只要使用張數在四張以下,都可以順利沖入馬桶中,而不會阻塞。四、除了面紙以外,濕紙巾或紙手帕等不易破裂分解的衛生用紙張,最好不要丟入馬桶中,以免造成阻塞。五、衛生紙用品會不會阻塞馬桶,與使用張數有關。一次使用六張以上才會有阻塞情形。六、問卷調查發現,有 98%的民眾家中廁所有放置垃圾桶,擔心馬桶阻塞。

冷凍微膠技術在雙叉乳桿菌的應用

雙叉乳桿菌被證實具有抗癌,抗腫瘤甚至有效延長 AIDS 病人的壽命,且能養顏美容在本世紀被譽為「長春不老的靈丹」。然而雙叉乳桿菌是屬於嬰兒腸道內特有的益菌,是一種厭氧菌,在有氧條件下易受氧的傷害,另外易遭受人體胃酸及膽鹽之破壞,所以為了讓其有效在人體腸道內生存,必須尋求有效的解決方法。

自製高功率的廢鋁燃料電池

我們剪下廢鋁罐碎片與硫酸銅廢液進行氧化還原反應,使重金屬離子Cu2+被鋁還原出金屬銅,即可過濾將固形物集中減廢處理。我們也利用廢鋁罐、廢鐵罐自製出第一代注射針筒式、第二代布丁盒式,發展到第三代果凍杯式的廢鋁鐵電池,雖可當成微形電解電鍍的電源,但要讓LED燈亮或風扇轉動卻很困難。我們接著製作廢鋁空氣燃料電池,過程並不順利,一直到找到了只讓氧氣通過而阻絕水穿透的石墨薄膜,才突破製造燃料電池的瓶頸,製作出具有價值且高功率的實用電池。我們還突破性的發現,以氯化鈉為電解液的鋁燃料電池放電後的分層膠狀物有類似鉀鋁礬膠體功能,其與硫酸銅溶液以2:1體積比的比例,可濾除銅離子,而達到以廢減廢的目的。