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第三名

牽牛花尋找支柱的研究

我們經常利用星期假日到野外郊遊與採標本,於途中常可見到多種的蔓生植物攀衍於草叢、竹林裹或在籬笆、屋頂上。其中以牽牛花為數最多,因此使我們產生強烈的好奇心走近觀察研究,但卻發生一個疑問,那就是牽牛花的蔓子是不是自己會邊找可做支柱的東西而攀附上升呢?雖經大家紛紛發表意見討論.但是最後,也是沒有辦法解開這個謎,便請教老師,經過老師解說,心中仍疑惑不解,為獲得更有力的證實,又請教老師指導我們實驗、觀察牽牛花尋找支柱的研究。

廢淨新機—蚤、柴油

本實驗以魚罐頭工廠廢水回收再生為目的,探討工廠兩種主要廢水之特性及利用,第一種為鯖魚前處理之廢水,富含蛋白質,經曝氣24小時,做為培養圓水蚤(Moina sp.)及德國米蚤(Daphnia sp.)之餌料,其增殖最高密度分別為每公升2854隻及1030隻。第二種為鯖魚罐頭蒸煮後傾倒出之廢水,富含油脂(魚油),收集魚油轉製成生質柴油,實驗結果發現其游離脂肪酸含量為1.4%,熱卡值為高級柴油之86.5%;轉化率為91%;氣相層析質譜儀 (GC-MS)分析魚油生質柴油之酯含量為99.68%,合乎歐洲(EN)及CNS15051之最低標準96.5%;將魚油生質柴油、市售柴油及B20(20%魚油生質柴油混合80%市售柴油),直接注入三缸柴油引擎測試,引擎轉速維持在1800rpm,加入0、1、2、4、8kw負載,測試引擎運轉所排放的CO、CO2、NO、NOX、SO2、CO2/(CO+CO2)以及粒狀物質(PM)濃度,經研究結果顯示,魚油生質柴油較市售柴油之排放數值稍高,B20之排放數據接近於市售柴油。

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。

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。

有趣的浮力溫度計─\n固體溶解度與溫度關係的探討

在一次偶然的機會中發現投入水中的雞蛋會在加了鹽巴之後上浮,我好奇的去問老師,當時老師告訴我是因為溶解度影響了溶液的密度而使浮力改變。我便想趁此機會探討溶解度與溫度的關係,又在查資料的過程中發現“浮況子”的實驗很有趣,於是我聯想到可以利用改變溫度造成溶解度的變化進而影響物體的浮況,再利用此原理做出趣味的浮力溫度計。

宿根甘蔗不同處理方式對萌芽生長的研究

台糖近年實施機器採收以來宿根留頭過長及培土中耕以機械代替人工問題首創研究我們的家住在糖廠附近,所以每年冬季,常常看見工人在田裹辛苦的採收廿蔗,最近又利用很多新機器在大量採收了,有一天在同家的路上,忽然發現採收過的蔗園,長出很多小甘蔗,其中人工採收和機器採收的很不一樣,有的發芽很粗壯,有的很瘦小,另有一部份發芽後又枯死了。我們開始挖開土壤,看到這些甘蔗根的生長也不相同。大家都很好奇,於是就開始研究,怎樣才能使蔗頭再留宿根,使它長出又粗又壯的甘蔗,來節省新種甘蔗的勞力呢?我們請求師長協助,希望找出個好的方法,使甘蔗產量增加同時節省勞力,提供醣廠利用,去賺更多的外匯,也為自己的國家肖獻一點微小的力量。

實驗室安全製造氫氣方法之研究

一. 學校老師不敢輕易去作氫氣實驗的原因:1. 實驗時若以 Zn加H2SO4製氫,則產生出的氫氣必和瓶內空氣混合,一經點火就有爆炸危險。2.若欲將原來瓶內空氣完全排出,則實驗所費時間太長(約須 30 分鐘以上)而且還沒有把握。3.若用 Na (鈉)加水製氫以排水集氣法收集,則不適用於國中化學實驗 5-1,實驗7-2,實驗7-3.2 ,買驗23-2。4.氫氣鋼瓶一般學校不易設置,保管、管理不易。二. 老師不做有關氫氣實驗學生無法獲得應有知識,且建立了怕做危險實驗的錯誤觀念。與設計一種又安全、又方便、又容易保管的氫氣發生裝置確有必要。

「震不震」的住

本研究是探討與地震相關的阻尼器現象,並運用簡單的器材來設計簡易的地震模擬振動平台來測試阻尼器的效用。實驗是用台車、彈簧、樂高積木板來建構地震模擬振動平台,樂高積木來建構建築物模型,砝碼來模擬阻尼器,結果如下:一、利用彈簧拉力,讓地震模擬振動平台能水平來回擺動,模擬水平移動的地震。二、懸掛式砝碼(似擺錘)能減少建築物搖晃情形,且砝碼移動方向會因慣性而與建築物移動方向相反。在改變砝碼重量的實驗中可以發現砝碼越重,越能減少建築物搖晃的情形。三、固定砝碼重量,改變砝碼位置的實驗中發現,砝碼擺放位置越高,越能減少建築物搖晃的情形。實驗結果可用以解釋台北101大樓中重達680公噸大圓球阻尼器設置於88-92樓的原因。

碰!水流不只是流動-水流噴射實驗

倒水時,常可看到水不平穩的流出,並出現了類似旋轉的現象,同時有一些看似「聚縮」的點。我們想知道這種現象的成因。首先,我們驗證水是否在轉動,而發現旋轉現象並不存在。接著,我們發現聚縮點出現之鉛直高度在同截面下固定,故此現象很可能具週期性。我們拍攝下水珠的振盪而證實水具有因表面張力造成的自然振盪週期。我們接著研究影響振盪產生的因素:恢復力以及慣性。我們改變慣性來觀察在不同面質量下,振盪產生的時間和質量的關係,發現振盪產生的時間和開口面積的平方根成正比。為了驗證此現象和恢復力有關,我們使用1:1水和甘油混合液重覆前一個實驗,發現聚縮的時間有所改變。我們證實這個現象是一個由表面張力造成的收縮振盪。

椰子樹到底有多高?

上體育課時,老師問我們躲避球場的長和寬是多少?同學們用小尺量,不但不精確,而且不方便。於是大家便互相討論有沒有方法可以簡單又方便的測量出一段「長的距離」。