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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。

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。

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?

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。

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。

「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。

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。

龍捲風(Tornado)形成之理論探討及模型建立

曾看過一部電影叫做「龍捲風」,是由史蒂芬史匹柏導演拍攝,影片中之龍捲風精彩壯觀,橫掃過的地方,滿目瘡痍,造成很大的損失,全劇描述一位科學家由遭遇突如其來且威力強大的龍捲風而毀損,長大後立志從事龍捲風的研究救人,她和她的隊友們冒著生命危險正面進入暴風圈,成功投放測試器,從而了解龍捲風的構造,進而希望建立龍捲風警報系統,那種鍥而不捨的精神和意志力令人印象深刻; 然而我們在台灣僅偶而聽到新竹、嘉義、左營等地方曾發生龍捲風的新聞報導,卻不易親眼看到,於是我們想:何不製作一個可以產生龍捲風的模型,讓同學們想看能看到,那就太炫了!

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。

快,又有酵–廚餘堆肥快速發酵機

本研究的目標是改進廚餘堆肥的三大關鍵:微生物、溫度、翻動,製作一台可以讓廚餘快速發酵、變成肥料的機器。 我們在廚餘中加入好氧發酵菌,利用"溫度升高"來判斷是否成功發酵。研究發現加入「米麴菌」可以加快升溫、發酵過程;廚餘鹽分超過正常飲食23倍會阻礙升溫發酵;澱粉、蛋白質類的廚餘適合讓米麴菌好氧發酵。 接著根據米麴菌好氧、升溫的特性,打造了一台「廚餘堆肥快速發酵機」,讓廚餘可以定溫保溫、攪拌接觸空氣,我們還設計方法測量哪種攪拌爪最能均勻攪拌。結果3天就能把廚餘變成乾燥的肥料,而且用活性碳粉解決了臭味問題。 最後用自製廚餘肥料種菜,結果葉寬葉高明顯增加、更快開花結果。所以我們設計的機器真的是快,又有效!