全國中小學科展

第三名

鬼斧神工的風化窗

大自然是一本多變化且內容豐富的百科全書,不論是無垠的沙漠,浩瀚的大海,都孕藏了許許多多的奧祕,因此激起我們接近她的興趣。在一次老師領導的墾丁國家公園自然景觀實察中,發現了許多形狀變化多端,猶如一個一個窗戶排列在岩石上的小洞穴景觀,經過老師的指點及查閱資料後,明白這就是「風化窗」地形景觀,在好奇心及對環境景觀的關心下,我們決定同心協力地深入探討她的奧秘。

豆的種子怎樣生長

在一年級的時候,學習過「種子生長了」,感到很有趣。我們也學會了怎樣播種,怎樣觀察和怎樣做記錄。也知道了種子是有生命的東西,會漸漸長大,它的生長有一定的順序,最後它也會死亡。可是有一些問題,還是不明白,這些疑問是:(一)種子澆水就會漲大,發芽,到底一粒種子要吸收多少水才會發芽?(二)種子發芽是不是需要水、溫度、土、肥料、光?(三)種子生長會有怎樣的變化?很想找出道些問題的答案,所以和幾位同學去請老師指導我們做實驗。下面是我們做實驗觀察的記錄。

光敏靈發光的探討

記得高一時,基礎理化實驗手冊(上)中,有光敏靈和氰光棒發光現象的實驗,這種神奇的化學致光反應,深深地打動了我們的心,更激發了我們課餘研究的興趣。

哈!有電

有一天,我的電算機沒電了,怎麼辦?記得百戰天龍影集裡的馬蓋先,曾用仙人掌汁液製造電池,給了我靈感,引起了我們研究的興趣。於是尋找水果汁液,及調味料的溶液,著手進行實驗研究,希望能製造出一種取材方便,體積小又實用的電池,以啟動電算機。

馬祖地區海帶養殖觀

馬祖列島,雖面積狹小,但四面環海,居民生活多依海為生,因此可以說地區人民與海洋有不可分隔的關係,但近年,人口大量外移,生活的困難,漁業的沒落,可以說是主要原因之一,因此,如何改善居民生活,增加地置收入,仍應以與地區環境有密切關連的海洋著手,海洋是人類在地球上殼後一個富源寶庫,海裹的出產潛能要比陸上裂富的多,現在的的海徉,充其量只供給了人類全部食品中的百分之二,隨著科學的昌明,人類對海洋的觀念,也逐漸改變,不再將海洋當成一個打獵的地方,它也是個可以耕種的地方,因此近年來水產養殖特別發達,它提供了很多人類的糧食,而目前台灣尚不為海帶養殖的情形,可見台灣的環境不適於養殖,而地區環境與台灣迥異且又有天然海帶的生產,是否宜於養殖成為國內唯一海帶養殖產所,以增闢地區經濟資源,今就淺論之。

氣壓和天氣

五下的自然課本中有說:「氣壓和天氣的關係非常密切,高氣壓來了天氣會變冷,穗定後天氣會轉好。知道了氣壓的高低變化,就可預測天氣。」這一段話我們始終不了解其中的意思,於是就展開了下列的探討活動。

『微』『柴』是用~親愛的,我把時間變短了!

原油價格上漲,欲尋求替代能源,而生質柴油是目前一種最具潛力的能源,具有循環、再生的特性,所以研究生質柴油引起我們的興趣。實驗室以醇類與油脂酯化生成生質柴油,以加熱方式,在適當的觸媒下,運用化學形式將其轉換成生質能。為使反應完全,會添加過量低碳數醇類。使用的觸媒為強鹼,其缺點-過量催化鹼會使其轉為皂化反應;運用 TLC 片,觀察反應是否完全。也利用微波的特性-加速反應,進而生產快速及高產率的生質柴油。也用超音波製造生質柴油,並比較傳統加熱、微波超音波生產的生質柴油。為了解生質燃料及一般石化燃料的環境污染性,用空氣幫浦收集其廢氣中的二氧化氮,評估其污染性。實驗後發現,有催化鹼的甲醇溶液能生產較多生質柴油;氫氧化鉀甲醇溶液 1.4﹪ 且油與醇莫耳數比 1:9 較佳;氫氧化鈉甲醇溶液 0.8﹪ 且油與醇莫耳數比 1:5 較佳。而一般加熱以 60℃加熱 60 分鐘較適當;也運用 SD-22 柴油引擎測試出生產的生質柴油可運用於現今的柴油引擎上。所製造的生質柴油與一般柴油任何比例互溶,皆能使引擎發動。而微波能使反應時間縮短至四分鐘;而經分光光度計檢驗,顯示使用生質柴油能有效降低污染。

臺北近郊三種皮異屬竹節蟲之比較

此研究針對臺北近郊常見的三種皮異 (虫脩) 屬竹節蟲:山桂花竹節蟲 (P. elongatus)、粗粒皮竹節蟲 (P. illepidus)、雙色皮竹節蟲 (P. bicolor) 觀察其生活史、食草、野外棲地環境並比較外部形態,尋找出簡便的辨識方式。其皆為多食性,粗粒皮竹節蟲棲息於山稜線附近,生活週期與筆羅子的萌芽相關;山桂花竹節蟲喜歡乾燥,若蟲以台灣山桂花、變葉懸鉤子、杜虹花為主食;雙色竹節蟲偏好潮濕的底層,以赤車使者、長梗紫麻為食草。 其皆為一年一世代,卵期約270 天,生活史約330 天。在臺灣北部八月下旬以後就很難發現這三種蟲的蹤跡。兩性生殖,成蟲雄小雌大,卵無黏性。產卵量以粗粒竹節蟲最多,約可產200顆卵;最少為雙色竹節蟲則可產140~150顆。

神奇的唐山石---有機栽培介質對蔬菜生長的影響

本研究主要探討菠菜、萵苣、A 菜在壤土、泥炭土、混合唐山石之泥炭土等三種有機栽培介質中的生長情形。研究結果有四點發現(1)菠菜在三種栽培介質中,尤其是在混合唐山石的泥炭土中,生長情形最佳;(2)萵苣在三種栽培介質中,尤其是在混合唐山石的泥炭土中,生長情形最佳;(3)A 菜在三種栽培介質中,尤其是在混合唐山石的泥炭土中,生長情形最佳;(4)在有機栽培蔬菜條件,同樣的控制變因之下,三種蔬菜在混合唐山石的泥炭土中,生長情形是最好的。研究者也依這四項發現,對壤土、泥炭土、混合唐山石之泥炭土等三種有機栽培介質之孔隙度、滲水性、涵水性、酸鹼性做更深入的研究。研究結果發現,蔬菜在三種栽培介質中,以混有唐山石之泥炭土介質生長的最好,其主要的原因是唐山石具有孔隙度最大、滲水性最佳、涵水性也最好、呈中性的特性。

與電共舞-電場對火焰影響之研究

本研究利用火焰易與電場耦合作用的特性,全程使用丁烷本生燈製造擴散焰,並利用高壓變壓器轉換出直流高壓電所產生的電場,施於平面電極(plane-plane)、針型電極(plate-plane)【1】,然後分別改變各種變因等,再對受干擾之火焰以及針型電極產生之離子風風速個別進行數據測量並做比較。為了量化數據,我們以Meazure、ImageJ程式測量火焰之角度、面積分析數據,並找出火焰有最大干擾時的架設法,期望找出有別以往的滅火方法。最後,以自藕變壓器接霓虹燈變壓器,利用研究結果得到的架設法,調整到想要的電壓、距離等變因,作出能隨身攜帶可壓抑火焰之器具。