全國中小學科展

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第三名

你溶我濃,特砂請多---糖/水溶液對爆米花脆度的影響

本研究旨在加熱溫度、攪拌速度、玉米品種、用油種類均不變下,了解糖/水溶液對爆米花脆度的影響,研究發現:糖水溶液比固體糖更能讓爆米花的脆度增加、糖的顆粒大小、糖水的濃度和水溶液的溫度對爆米花脆度都有影響;其中以烘乾5分鐘後的玉米搭配濃度60%-80%的等重砂糖水是最佳條件。並提出以下建議:1.提高加熱溫度,可提高糖的溶解量增加爆米花的脆度。2.縮小水溶液濃度的級距,有助於找出爆米花脆度最高所需的濃度。3.在脆度的認定上,若能輔以更精密的器具,將可得更精確的數據。

請勿打擾--聲音刺激對反應時間的影響之探究

平常外出搭車,看見司機先生邊開車邊收聽廣節目或音樂,甚至有的還打行動電話; 有些騎車的人會上耳機一邊騎車一邊聽歌; 老哥玩電動玩具時,只要有人在旁邊打擾,得分就會退步。打電動時受到干擾會影響得分成績,開車、騎車時如果受到聲音方面的刺激會不會影響反應時間而導致危險呢?--我們做了以下幾項實驗,希望能獲得一些啟示。

奇妙的水面

有一天,我和鄰居的同學玩摺紙船,後來李家慶同學提議要放到水裏,我們就拿了一盆水,把紙船放下去。咦!怪事發生了!船兒怎麼都跑到盆邊來了?紙船自己又怎麼會跑呢?我們都不知道原因,因而發生了疑問。就這樣,便引起了我們研究的動機。

調味與抑菌兼具的食材與口腔細菌之探討

本研究目的在探討蒜頭與山葵等日常調理食材對於口腔細菌的生長抑制效果,並嘗試針對這些食材的抑菌效果開發日常應用。研究方法主要是利用紙錠法進行抑菌作用測試。研究發現:(1)對口腔細菌具抑菌效果的食材為蒜頭和咖哩,而咖哩的抑菌效果主要來自薑黃;(2)蒜頭的抑菌效果和蒜汁濃度呈現正相關,薑黃的抑菌效果則無此劑量反應關係;(3)蒜頭和薑黃對轉醣鏈球菌不具抑菌作用,因此應無防治齲齒的效用;(4)以30%的蒜頭汁調製的天然漱口水的抑菌效果明顯優於某一品牌市售漱口水。加入紅棗等食材調味,可能使漱口水的口味更好並同時加強抑菌功效。本研究證實若干食材確有抑制口腔細菌的功效。我們也證實了這些天然食材的抑菌功效可以應用到日常生活。我們期待能進一步探討這些食材抑制細菌的原理,並開發更多有益的日常應用。

Helix 天線的設計對接收功率的影響

在現在這個通訊發達的時代,天線可說是隨處可見,如最常見的便是電視天線以及 FM天線、汽車天線等等。以前我們雖然對它有很濃厚的好奇心,但卻沒有機會想要如何去研究它。前一陣子恰好在物理課程中談到了波動學,使我們連想到空間中的電磁波,便引起了我們研究天線的興趣。同時在自由空間( Free space )中做信號發射及接收的實驗在目前的科展主題中似乎還不多見,這也讓我們更加冀望能接觸這個領域。 我們參考了市面上的無線電界雜誌,以及其他相關的書籍,而設計了這個實驗。

探討燈科魚對溫度變化的適應能力

原產於熱帶水域,同屬於燈科類的魚種中-紅蓮燈魚(Paracheriodon axelrodi,圖一) 比日光燈魚(Paracheriodon innesi,圖二)更能適應30℃ ~ 37℃的環境。這兩種魚在生物分類、體型及外表上皆十分相似,然而對溫度適應能力確有顯著的差異。我們認為被高溫誘導出的蛋白質啟動了潛在的保護機制,造成對的高溫耐受性。藉由萃取魚體蛋白,並以一維電泳及二維電泳分析蛋白質表現,可看出紅蓮燈魚與日光燈魚從正常溫度(21℃)到較高溫度(30℃)時皆誘導出蛋白質,但紅蓮燈魚的蛋白質表現量改變較顯著;在相同的溫度下,紅蓮燈魚的蛋白量也比日光燈魚高出許多。接著我們進一步以質譜儀分析,得知這些被誘導出的蛋白質皆與肌肉細胞的運作有關,這些蛋白質維持了魚基本的生命現象。

壁癌的秘密

壁癌,建築學上稱之為白華現象,是生活周遭處處可見的建築體問題,其發生歷史悠久,地域廣泛,至今未有十分完善的解決方法。細究其發生過程雖然複雜,基本的生成原理卻是建材縫隙毛細滲水過程中,水、空氣、鹽質的交互作用下,一種耐人尋味的成分晶體析出現象。本研究將自毛細滲水與離子晶析的觀察角度出發,廣泛取樣生活中實際混凝土材料自製簡易試體,對此現象進行詳細的試體模擬探討,主要分為兩大部分:第一部分將藉由改變材料與滲透水等的各項性質,針對可能影響其滲水現象與晶析環境的諸多變因進行實驗模擬,晶析結果歷經晶析觀察與EDTA滴定分析,配合實驗過程中的監測資料,以求得白華現象與各項因子間的相互關係;第二部份將針對混凝土凝合原理,自行設計微量拌和添加物,以改良材料降低其滲水性,進而達到防癌效果,初步研究發現添加界面活性劑極具成效,以期對壁癌問題能提出具體而有效的結論與建議。

夏日防曬大作戰─以植物葉片測試各種防曬用品的效果

本實驗以植物(白木蘇花)葉片,測試各種防曬用品的效果。利用紫外光燈管照射葉片 20 小時,結果顯示防曬油的係數(SPF)30 以上效果較佳,SPF大於 30 的效果並沒有隨之增加。維生素 E 與 C 對防曬油的效果有明顯的幫助,尤其是維生素E 的效果很好。布料材質以亮面布和排汗布的防曬效果最差,棉布和魚鱗布最佳,主要和編織密度有關。編織密度越低防曬效果越差,越高防曬效果越好。傘的抗紫外光能力以內面塗有銀色物質的較佳,因為愈不透光,紫外光也愈不容易穿透。太陽眼鏡的防曬效果與材質和顏色有關,一般的玻璃即有阻擋紫外光的效果,而塑膠材質阻隔紫外光效果很差,鏡片顏色以綠色最能反射紫外光。汽車隔熱紙淺黑色的防曬效果不佳,其餘顏色效果差異不大。

平方數列

本研究探討的主題是:給定正整數n,是否存在1~n的重排數列,使得「相鄰兩項之和都是平方數」。對於滿足上述條件的數列,我們稱其為平方數列,我們探討哪些n使得1~n可排成平方數列。對於某類的正整數n,我們已找到構造平方數列的方法: 1.若正整數a, b, c及k=0, 1, 2, 4滿足a>b,a2+b2-k2=c2且(a2-k, b2-k)=1,則1~a2-1可排成平方數列。 2.若正整數a, b, c, α, β滿足a>c>b,b2+c2=α2,a2+c2=β2且(a2-b2, c2)=1,則1~a2-1可排成平方數列。再者,我們可以證明n=2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、18、19、20、21、22、24時,1~n無法排成平方數列;藉由有效率的程式運算,我們得知n=15、16、17、23及n=25、26、...、144時,1~n可排成平方數列。若平方數列的首尾兩項相加也是完全平方數時,我們將其定義為平方項鍊。我們造出1~32的平方項鍊,進而可知 1~32排成平方數列的方法至少有32種。對於特定的n,我們可將1~n排成平方項鍊;而我們更證明出,n=32是可將1~n排成平方項鍊的最小正整數。

大欺小、小博大、大小相爭的愛恨情仇—泡泡形狀與關係研究

當氣球與泡泡的大小、形狀不同時,內部壓力會隨之改變。本研究針對傳統氣球、長形氣球進行內部壓力差之驗證。結果顯示,傳統氣球之小氣球內部之壓力比大氣球大;而長形氣球則為長氣球內部壓力大於小氣球。 此外,我們也針對不同形狀、長度、杯口半徑、長度之泡泡內部壓力進行探討。當長度增加,凸泡泡壓力會隨長度減少,凹泡泡與直泡泡會隨長度增加。而杯口半徑不同時,小杯泡泡空氣往大杯泡泡移動的狀況佔多數。但實際決定空氣流動與否的,其實是大杯泡泡的最大半徑。