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第三名

自製簡易牛頓第三定律之示範實驗

在國中物理課本中缺少有關牛頓第三運動定律的實驗,所以設計一些可以解說牛頓第三運動定律的簡易實驗,材料可利用廢物,卻能發揮學生學習時的主動性(Activity)及質量性(Quality)。

紀錄在岩石中的生物活動-生痕化石

(一)我們在基礎地科的課程中學到「生痕化石」為生物因生理活動留在沈積物之痕跡,例如行動時留下的爬痕、居住所鑽的洞穴或消化後之排泄物;生痕化石代表著生物之生活情況,可直接提供有利之線索,藉以研判生物之生活環境。(二)野外觀察中,我們經常可以看到砂棒(生痕化石之一種),在北濱公路自基隆至鼻頭角之問,生痕化石極為豐富,同時還有貝類化石、螃蟹化石(胡 1984 )多種沈積構造及海蝕地形等景觀,這些生痕化石可提供何種線索?(三)本實驗為採討生痕化石與生物環境之關係,除了調在生痕化石形態,並在北部三種海濱沈積環境中觀察生物活動的痕跡,以討論現代生物痕跡與鼻頭角(中新世)之生痕化石。

簡易自動送氣機

水溝的水面ㄅㄨㄌㄨ……出了氣泡,我好奇的再試了幾次,也同樣有氣泡冒出水面,我高興地跑去請教老師解答我的問題,老師說:「你能隨時注意觀察我們周圍所發生的每一件事,是很好的現象,現在我們就來實驗,研究解答你的問題,並且能利用平時所收集的各種廢物 …… 來創造我們理想的器物,就更好了」,於是我們五個同組的同學就在老師的指導下開始研究沒有電也能送氣給魚見的「簡易送氣機」。

空氣污染─煙

上自然課的時候,吳佳惠問老師,夏天一到我爸爸都燃燒稻草來驅除蚊蟲。蚊子是跑了呢?還是死了呢?老師告訴我們燃燒到草產生煙霧是農家百姓最簡便的驅除蚊蟲方法,但是蚊子是跑掉了呢?或是死掉了呢?科學的精神是求真、求實,不可隨便用猜測的,我們可共同地來研究。 老師告訴我們,燃燒稻草雖然可為牛驅除蚊蟲,但也製造空氣污染,在我們生活中煙霧的種類非常多,空氣污染已非常嚴重,不潔的空氣會影響我們的健康。於是同學紛紛提出很多種會造成空氣污染的煙霧,所以我們在老師的指導下共同提出研究問題和研究過程進行研究討論。

鈦白粉也發電--染料敏化太陽能電池之相關研究

在本實驗,主要針對染料敏化太陽能電池的幾個變因來研究:染料、二氧化鈦膜厚度、電解質pH值、電解質組成比例以及光源照度對染料敏化太陽能電池光電轉換的影響。染料部份,採用了葉綠素、花青素、甲基藍、汞溴紅四種染料來比較,未染色為對照組。結果以甲基藍的敏化效率為最佳。在二氧化鈦薄膜厚度時,發現較薄的膜有較高的光電轉換效率。電解質pH值方面,發現酸性與中性的電流傳導效率較佳,鹼性則偏弱。此外,我們亦發現波長較短的光對染料敏化太陽能電池的電子電洞分離效果較佳。我們藉著控制電解質中碘化鉀的濃度,試著改進其電流傳導性能,結果發現在重量比(wt)為碘/碘化鉀/水(1/X/10)的系統之中,X約等於10-13有最佳的表現。在光度曲線方面,將自製太陽能電池以不同照度測試其電壓、電流值,電壓電流均隨照度增加而增加,發現電壓值在超過12000Lux時會突然下降。最後,我們測試了染料敏化太陽能電池的壽命。發現染料敏化太陽能電池的電壓/電流值在48小時內無削弱的趨勢。在補充實驗裡,我們嘗試了以二氧化鈦膜的大小為變因,觀察其光電流密度的改變情形,並比較各種鍍膜方式,以找出最經濟的鍍膜方法。

Ooho!「內」個「膜」法─凝膠薄膜性質之探討

本研究主要將過去做成水球狀之Ooho(以海藻酸鈉和乳酸鈣反應所製得晶球)改製成平面薄膜(後續以減塑膜稱之),並做一系列探討,以期能取代市售紙杯內部淋膜。 由實驗結果得知,以2.0%海藻酸鈉水溶液與5%乳酸鈣水溶液反應10分鐘,即可得表面較為平整一致之減塑膜。且選用低溫烘乾對減塑膜性質變異較小,因此可承受較大拉力。再進一步探討減塑膜所能承受溶液酸鹼性範圍及盛裝溶液時間長短之相關性。由拉力量測的實驗結果,發現減塑膜浸泡在市售飲品pH範圍溶液中變異不大,能運用於短時間盛裝溶液。接著自製環保紙杯盛裝液體,證實有其實用性。最後將附有減塑膜的紙杯回收製成再生紙,發現其在製程處理上優於回收市售紙盒製作之再生紙,且用途較廣。

勝敗兵家吾可期-探討蟋蟀之勝者效應及影響蟋蟀打鬥的因子

為了生存,動物之間存在著競爭關係。其中,某些物種會透過打鬥分配有限資源,而打鬥的方式又隨物種不同而有所差異。根據先前研究顯示【1】,打鬥的過程及結果的勝敗,容易受到個體對敵方或自身打鬥能力評估的影響。本研究以黃斑黑蟋蟀作為實驗對象,發現體型差異會改變打鬥的勝敗機率,年齡大小則會影響打鬥的激烈指數及持續時間,故進一步控制上述兩項變因,發現勝者效應會隨時間而消退,並推測其形成強弱會受到是否具有勝利經驗、打鬥經驗及體能耗損的影響。

變色球遊戲的探討

本研究是根據遊戲規則找出三色球的相關性質。利用此相關性質,分析所有情況的差異,討論是否有解,並找出最少的操作次數。我們先從基本的三色球開始研究,接著轉換成較為複雜的四色球,最後利用三、四色球之間的關連性分析出n色球的研究,完成之後,寫出研究的結論。

地球親善大使之隔熱杯套篇

環保隔熱杯套的製作需考量質量輕、隔熱效果好、不添加乾強劑及抗菌劑、破裂強度佳、生物易分解的材料,搭配地方特產,故選用廢棄的茭白筍殼製成的紙塗抹隔熱膠製作出紙漿用量少的杯套。隔熱膠方面,用水性白膠添加四種(咖啡粉、中空粉、活性碳及棉中空碳纖維)熱傳導差且有孔隙的粉末。研究發現,sil-32中空粉有最好的隔熱效果;比較sil-32中空粉的濃度變化,歸納出sil-32中空粉濃度越高有越好的隔熱效果。sil-32中空粉再利用隔熱紙張厚度變化對熱罐表面溫度作圖,發現含有適當甲殼素的隔熱紙張越厚時則隔熱效果越好。因為我們發現sil-32中空粉比其他隔熱粉末效果好,所以決定做中空粉不同體積大小的比較,最後發現D46中空粉的隔熱效果最好。

三生一死的費氏數列

本作品主要在推廣費氏數列,得到新的遞迴數列。費氏數列的來源之一是「兔子對生長問題」,該問題涉及4項條件:「成長期」、「懷孕期」、「下一代數量」、「壽命」。在歷屆科展中,我們是最先推廣原問題4項條件的研究小組,並得到更一般化的新數列。我們除了透過「整數數列線上大全」檢索、也在自己有限的能力下儘量搜尋各種文獻,還沒有我們發現的一般化數列。雖然我們得到新的結果,不過卻只使用了簡單的方法:畫圖、計數、直觀觀察,而且還試著保證數列規律成立,使作品更嚴謹。最後我們加入「狼」的條件,狼會吃掉兔子對。關於兔子對數量的規律得到一個猜想,可供人們繼續研究下去。