全國中小學科展

第三名

水「升」火熱-探討水珠在高溫下彈性與移動狀態

我們發現在加熱板上製造出溫差,並滴水在加熱板上,水珠會由高溫往低溫處移動的現象;我們判斷在較高溫處所產生的蒸氣氣膜厚度較低溫處厚,使水珠向低溫處傾斜,導致水珠往溫度低處移動,由本實驗得高溫板上水珠會向較低溫度方向進行散射現象(以上敘述貼合研究動機圖示)。水珠在溫差20℃最高可以爬上0.3度的坡度,且溫差越大水珠能攀爬的坡度也愈大。在水珠碰撞的部分,根據我們實驗結果,在高熱板上滴水可以形成水珠並進行碰撞與移動。藉由控制溫度及水珠大小找出其對恢復係數的影響,證明在固定溫度下水珠大小的增加,會造成水珠的恢復係數e隨之遞減;而隨溫度的增加,則水珠的恢復係數e會隨之增加。

泡泡總動圓

最近班上同學流行玩吹泡泡,有一天我買來的泡泡溶液用完了,便回家自己泡了一罐泡泡水溶液,結果發現吹起來的泡泡沒有比原先買來的多。我覺得很奇怪,硬把這個問題帶到學校與同學討論。有人說:「是不是你肥塵放的不夠多?」也有人說:「是不是商人的泡泡溶液中加了秘密原料呢?」於是,我們便一起研究這個問題,並請老師指導我們。

捕捉你的點點滴滴 —二氧化碳溶解度的探討

本研究自製二氧化碳溶解度測量裝置,探討【一】物理性捕捉:在1013百帕的壓力、26°C的溫度,每升水溶解0.7升的二氧化碳。氣體飽和溶解度隨食鹽水、糖水溶液濃度增加而減少。壓力增加、溫度降低,會增加二氧化碳在水中的溶解度。【二】化學性捕捉:二氧化碳溶解度隨氫氧化鈉及氫氧化鈣水溶液濃度的增加而提高,溶解度受水溶液酸鹼性的影響-鹼性的溶解度>純水>中性鹽類、酸性。二氧化碳溶解度隨水溶液中解離的離子濃度與離子電荷密度的增加而下降。菠菜的溶解度比自來水高。【三】生物性捕捉:以六種小盆栽植物在密閉容器中,因光合及呼吸作用所產生的二氧化碳濃度變化,經測試計測量可達277ppm,每日二氧化碳吸收、排放的循環量維持平衡。

蝸牛的幾則有趣習性和爬行速度

向來一直被農民視為有害動物的蝸牛(露螺),近幾年竟然為農民競相撿拾,成為身價百倍的寶貝”甚至有人以飼養蝸牛為業,有計劃的養殖出售賺錢。像這樣花心智,費金錢辛苦飼養的蝸牛如果被牠逃跑了,豈不叫人心疼!那麼該怎樣來防止牠們的逃走呢?因此,在老師的輔導下,我們養起蝸牛,觀察蝸牛,看牠們的習性(有關爬行方面)和爬打速度以防止蝸牛的逃走。

萬眾"蟻"心-黑棘蟻築巢環境與動物行為的探索

黑棘蟻利用成蟲的唾液與末齡幼蟲吐的絲,將樹枝纖維、枯樹葉、沙粒、植物種子等黏合而成紙蟻巢。蟻巢大部分築在靠近地面的灌木枝條間,其外觀形狀略成橢圓形、顏色近黑褐色。冬天黑棘蟻會將族群遷移到地面上可保溫的遮蔽物內,例如不透風的帆布和塑膠袋、枯樹葉和水管內都可見其築巢,巢穴通常不直接接觸陽光。黑棘蟻的社會結構包括卵、幼蟲、蛹、工蟻、雄蟻、蟻后等社會成員。工蟻由卵發育至成蟲約需工蟻需45~60天。黑棘蟻的社會成員各司其職;體型最大的蟻后負責與雄蟻交配及產卵,而且卵通常成堆,由工蟻負責照顧,幼蟲已具有體節,由工蟻負責餵食;雄蟻具有兩對膜翅,負責與蟻后交配。我們從飼養過程中,發現工蟻日常生活的主要活動為清潔身體、到處走動巡邏、覓食和搬屍。我們推測黑棘蟻會分泌訊息費洛蒙來通知同伴特有的訊息。黑棘蟻可以在水中存活數小時並可互相勾結腳產生氣泡,我們也發現雄蟻上的翅膀會阻礙其翻身。我們將從實驗中更瞭解這群與人類生活息息相關的小小朋友。

你嚼對了嗎?-檳榔鹼對神經再生之應用與影響

在此實驗中,我們以大鼠作為實驗對象來探討檳榔鹼對神經系統的影響。首先,我們將大鼠麻醉以利實驗進行。待大鼠昏迷之後,將其臀部及大腿的毛去除,劃開皮膚及肌肉後,將坐骨神經截斷,再以矽膠管連接兩神經斷端,隨即以顯微注射管將檳榔鹼打入矽膠管腔中。之後將傷口縫合,把大鼠置放在籠子裡等待甦醒,進行觀察。實驗後發現,檳榔鹼明顯增加了神經再生的成功率,並可促進再生神經顯微結構的成熟。此結果說明了檳榔的成份並非全然只有壞處,希望未來可以善加利用檳榔於醫藥衛生工作中,以造福神經受傷的病患。

電位丘模型模擬α質點運動的探討

在研究α質點靠近原子核時運動的軌跡,通常以丘狀曲面如下圖 模擬原子核所建立的電場位能曲面,另取一鋼球彈向此丘,代表α質點的運動情形。物理課本上曾提到“鋼球在曲面上滾過的軌跡,自然是一個三度空間的曲線,而此曲線在其底平面上的射影,及代表α質點在原子核電場中運動的軌跡”(請參考以下附錄),我們不禁要問如此射影下來的曲線軌跡真的是正確嗎?引起我們以下的討論。 附錄(節錄自參考資料(2),P276~278) : 左圖用以說明α質點當靠近原子核時所循路徑的丘狀曲面,α質點具有之位能與 r成反比,r為離原子核之距離。製造此丘面時應使面上任何點之高度與r成反比。r亦為在丘面上點離丘面中心線之距離,因此,在丘上之滾動之小鋼球所具有之 重力位能與r成反比。如此,則鋼球運動時的能量即與電荷在原子核電場內運動的α質點的能量變化情況相似,而此運動軌跡在丘底平面上的射影,即與α質點在原 子核電場中運動的軌跡相類似。 下圖中實線表示小鋼球在代表庫侖電場之位能的“丘狀曲面”上滾動之可能路徑,丘底平面上之虛直線表示小鋼球最初瞄準方向。若自丘頂正上方俯視此丘狀曲面,則所見之鋼球經過路徑及代表一α質點在原子核電場中之運動路徑,此路線即圖中平面上之虛曲線。

新能源的領航者-尿液電池

本篇報告主要以尿液為電解質,並搭配金屬片為電極,嘗試組合出可使LED 燈泡發亮的尿液電池,由此證實尿液能發電。再藉由各種金屬片的組合及鹽橋的使用,找出電力超強的最佳條件。經測得銅片與鎂片為最好的電極配對,創造出「尿液手電筒」。

菇Go!非「光」不可

本實驗我們發現所選擇的食用菌菇,其生長和發育需要光的誘導。利用具有省電和強度集中效果的LED照射菌菇和組織分離培養,在不同光質和光強度處理菌菇,結果發現透過藍光LED照射食用菌菇,會促進子實體產量增加5~20%,藍光強度提高也會使珊瑚菇的菌蓋增大,秀珍菇肉質變厚、蕈傘顏色變深,柳松菇蕈柄莖部變粗等。但是對於藍光處理組織分離培養蕈類菌絲的生長具有抑制效果,光線強度愈強菌絲生長愈慢;且菌絲生長早期處理藍光會誘發珊瑚菇出現大量原基,但導致柳松菇子實體產量減少。綜合以上結果藍光LED在不同菌菇生長階段給予處理,且透過光環境強度的調整可以改變子實體發育型態和多醣體的產量,我們希望尋找不同菌菇的最佳生長光源條件來提高子實體的產量和品質。

Cu++與綠豆芽中維他命C含量關係的研究

綠豆芽中維他命C 合量甚多,其生長不受季節地域的影響,所以在蔬菜、水葉生長受限制的地域或季節,綠豆芽是一種維他命 C的主要來源,根據綠豆芽中維他命 C含量測定的結果顯示,在同樣日照的處理下,Cu++及發芽日數為影響綠豆芽中維他命 C含量的變因,由實驗結果顯示1.在適常﹝Cu ++﹞ 處理下可提高維他命 C的含量2.孵綠豆芽以第六天維他命 C 含量最高。