全國中小學科展

第三名

向日葵的生長密碼

本研究探討向日葵的生長與費式數列的關係,從觀察研究中發現:向日葵有向日的現象,但不會隨著太陽旋轉。而向日葵的花數、子葉、本葉對生數、相對葉間隔數、螺旋葉序角度、種子的螺線數皆符合費氏數列。從花苞到種子成熟,花盤會逐漸下垂,且大多數的向日葵最後會面向一定的角度和方位。

與水共舞

在理化課程提到「水的壓力與液體深度及液體密度有關,與容器形狀無關」;但課本中所提及的橡皮薄膜水壓觀測器,在實驗操作過程中,只能觀察到水愈深,薄膜凹陷程度愈大;但薄膜凹陷變化量能代表多大的水壓值並無法得知;因此我們嘗試利用方便取得的器材如針筒、壓克力板、彈簧秤等,設計出新型水壓測量實驗裝置,藉由觀測彈簧伸長量,進而換算出液體壓力的準確數值;並且此實驗裝置也可在不同形狀容器中觀測同一位置的上、下、側壓力值,達到準確驗證、操作方便的目標。

空氣"霧"染

霧的形成與空氣中的濕度、凝結核有關。為了瞭解霧的成因,我們取得特定氣象站1996 至2005年的10年氣象資料及環保署網站的空氣品質監測數據,整理與分析資料後發現: \r 一、空氣品質不佳時(空氣污染指標值或懸浮微粒值較高),隔日產生霧的時間點較早。 \r 二、當濕度接近飽和且空氣品質不佳時,霧的濃度增加,能見度較低。 \r 在資料分析後,我們自製一觀霧箱,模擬與觀察霧產生的條件,發現霧產生與水汽量有關,溫度越高越不易飽和。若水汽達到飽和時,加入污染粒子SO2、CO2、O3\r 皆會加快霧產生的速度,但比較SO2、CO2、O3 之間產霧的速度並無差異。

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。

動「池」凍「池」--水果電池

本實驗中我們嘗試去探討各種影響水果電池效率的因素,如電解液的成分、濃度與溫度、電極種類、電極的間距、接觸面積、電池電路的連接方式等因素。經實驗後發現以下結果:一、當電解液的濃度或溫度增加,電池電流量會增強。二、當電極間的距離越近及電極接觸面積增加時,電池電流量增強。三、影響水果電池電功率最大因素為電極的金屬種類,實驗中以鎂鋁–銅作為電極的發電功效最好。四、將果汁製成果凍電池,可以微增電功率。接著我們試著利用在電子廢棄物回收廠,找到的銅箔基板廢料當正電極,廢筆電外殼的鎂鋁合金當負電極,製成的簡易電池模組可產生更佳的電功率,單組電池模組電壓值就達1.66 V(電功率86.33 mW),串聯三組電池模組總電壓值可達4.74 V(電功率182.96 mW),若串聯六組電池模組總電壓值更達9.57 V(電功率320.59 mW),另簡易電池模組連接3 V直流馬達可使其運轉,因此,簡易型果凍電池可作為緊急時低功率電子產品之供電用途。

『金來瘋』-金屬廢液利用電解法提高回收效率與節能大小的探討-

本研究在電解槽中額外放入中央碳片進行硫酸銅水溶液電解,發現文獻中沒有探究到的自發性感應電極現象,且可提高金屬的回收量高達對照組的五倍(耗能僅需對照組的14%),其主要發現如下:(1)中央碳片會出現自發性感應電極(偽正極和偽負極);偽正極產生氧氣、偽負極則會析出金屬銅。(2)若改變中央碳片的排列方式,會影響銅金屬總體析出量。以平行排列的析出效果優於垂直排列。(3)試圖建立中央碳片之串聯與並聯的理論類比,可初步成功解釋析出量與效率的差異。(4)若電解槽中央擺置碳片,最高可讓每克銅析出的能量降至原來的14%(同樣耗能下,析出量最高可提高五倍),建議可應用到金屬廢水的回收設計上,達到低耗能高回收的效果。

波動現象之研究

(一)當我們在物理第三冊 15 章第二節中,學到波動的反射現象時 · 老師用水波槽示範實驗 · 讓我們從水波投射影像的亮暗條紋來觀察波動的反射及傳遞現象,我們覺得不太容易了解,觀察,因此我們想到是否可以用別的實驗,把波射的現象表現的更生動,更容易觀察?(二)在物理第三冊八十四頁中,提到「波傳遞須靠介質,而介質的彈性內的人小和介質密度會影響波傳遞的快慢」這句話,是否能用實驗來證明呢?

真相只有一個-不同環境指紋檢測方法比較與寧海德林法最佳化探討

在警局學習指紋鑑定中了解,要從線索裡找出犯罪的指紋是艱辛的,所以本次實驗就五種檢測法配合染色,了解不同材質的狀況,加上警局最常用的寧海德林試劑做最佳化研究,實驗發現如下: 不同材料適合的方法 1、吸水性材料指紋顯像最適方法為寧海德林法。 2、非吸水性材料指紋顯像以龍膽紫法、粉末法及氰丙烯酸酯法最適合。 寧海德林試劑最佳化 1、指紋浸泡寧海德林試劑約兩分鐘效果最理想。 2、指紋樣本以60℃烘30分鐘,顯像最佳。 3、酸會破壞指紋,鹼會溶化一部分指紋,在pH=6時寧海德林顯像最佳。 4、配置原始寧海德林試劑需六次萃取,可以發現在四次以內效果仍佳。 5、發現濃度在原始寧海德林試劑的60%仍有不錯表現,可以依此做改良。

滿庭芳-植物的氣味世界

許多植物會散發出氣味,氣味在植物中扮演甚麼角色呢? 我們分別用葉片氣味、收集的可揮發油性物質來處理植物,觀察對植物生理、生化的影響:例如發芽、生長、細胞大小、氣孔開合、氧化壓力、糖與澱粉量的變化,進而探討其中的分子機制。結果如下: 一、 葉片氣味及可揮發油性物質會影響植物的發芽與生長。二、 植株受氣味處理後長得較小,主要是因細胞變小、而非細胞變少。三、 綠豆在可揮發油性物質氣味處理下,葡萄糖與澱粉的累積量也變少。幼根氧化壓力增加。四、 植物在可揮發油性物質氣味處理下,Ca++幫忙把訊息傳遞到細胞內,讓植物做出適當反應,例如:使氣孔關得較緊或葉綠素被分解。五、 可利用植物的氣味,當天然農藥,取代化學農藥,更為環保。

埋伏的殺手──陸生渦蟲掠食與捕蚯行為

本研究中的五種渦蟲皆由校園花圃發現,藉由外型特徵與國內外論文比對,發現其中兩種為廣頭地渦蟲 Bipalium kewense Moseley, 1878及 Bipalium vagum Jones & Sterrer, 2005;兩種為雙眼地渦蟲科 Rhynchodemidae sp.1及 Rhynchodemidae sp.2;一種為多眼地渦蟲科 Platydemus manokwari De Beauchamp, 1963,其中Rhynchodemidae sp.2為未發表的新種。 國內外論文對於渦蟲攝食獵物行為尚無定論,而我們發現本研究中的Rhynchodemidae sp.2和Bipalium kewense皆為主食為蚯蚓的掠食性動物。我們設計實驗證實Bipalium kewense在掠食中居有追蹤、捕食的主動地位,也證實Rhynchodemidae sp.2在捕食的過程中,以埋伏追擊掠食蚯蚓。並進一步以實驗證明Rhynchodemidae sp.2的黏液對於蚯蚓有降低其活動力和損害蚯蚓肌肉纖維的作用。此結果可以說明Rhynchodemidae sp.2儘管不主動追擊獵物且體型較小,仍能順利掠食蚯蚓。