全國中小學科展

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第三名

金門潮間帶『互花米草』對環境的影響

互花米草,是我們這次科展研究的對象,它大多分布在浯江溪口的爛泥巴裡,海濱公園中也更他們的蹤跡。這裡,也是我們數次與它相遇的地方,同時也是激起我們好奇心的地點。互花米草是由對岸漂流過來的外來種,由於繁殖能力強,嚴重影響本土生態,我們藉由觀察互花米草在金門潮間帶的生長情形,及自己種植互花米草等實驗中,了解互花米草,進而研究如何避免它擴展生長範圍。

我把板塊拼起來了-板塊運動模擬

南美洲及非洲兩大陸塊的形狀非常契合,是因為中洋脊的擴張使它們分開。本研究以奧伊勒理論為基礎,利用大西洋中洋脊附近的許多轉型斷層及破裂帶,並以空間向量及解空間方程式的方法,來求奧伊勒極的位置,以進行南美洲和非洲之間板塊運動模擬。先算出分別中垂於兩個不同轉型斷層的兩個平面方程式,再找出兩平面與地球球面的交點,即奧伊勒極的位置。奧伊勒極可以用來描述板塊相對運動,相對運動量則由中洋脊兩側的條帶磁力異常線換算求得。最後將所求得的奧伊勒極和現有的板塊資料與海岸線資料,輸入電腦進行板塊運動的模擬,並進一步算出兩板塊間的相對運動速率。本研究所算出的奧伊勒極位於63.8° N、32.9° W;以奧伊勒極為基礎,算出兩億年來非洲和南美洲兩板塊間相對運動的平均角速率約為0.305 度/百萬年;最後模擬出兩億年來南美洲相對於非洲的古位置。在一億九千五百萬年前的古位置圖中可發現,當兩陸塊北端密合時,南端有陸塊重疊的現象,可見南端實際相對運動的量比預估的還少,推測是因為板塊經過長時間的運動,受到擠壓而變形,而這些變形吸收了部分的相對運動量,而非洲西南外海的確有一Wafisch Ridge 存在。

製『圓』高手—捲葉搖籃『內接正多邊形』的探討

本研究探討象鼻蟲製作捲葉前在葉面上戳洞行為與圓柱狀捲葉關係。研究過程中測量葉面上孔洞記號的連接距離,發現可呈現許多相似等腰三角形,將所畫出的三角形組合成七邊形後,再利用三角函數及餘弦定理來驗證孔洞與捲葉間數學的規律。探討全等性質的等腰三角形及相似等腰三角形面積關係,並以手作摺紙及GSP軟體繪製圖形觀察。結果可以得知: (一)在一面積相等的正七邊形中,全等三角形合併時(內部為中心點)與相似等腰三角形合併時(內部為任意點)的面積公式為a/2(h1+h2+...hn)=n*a/4(cosθ/2)2*sin2π/n ,則可知兩者面積相等。 (二)我們利用餘弦定理進行演算,結果發現等腰三角形頂角約為 ,底角約為 ,與正七邊形內角相近,所以可得知捲葉搖籃內部約為正七邊形,而有接近圓的模式,符合捲葉搖籃的外觀形態。

從彰化台中地區探討氣象局天氣預測

「姊!氣象要開始報導了。」因我們明天要到南部去遠足,所以我就要注意看氣象報導,「高雄、台南等地多雲局部陣雨… 。」那我還是怕報導不一定準確的心情上床了。當天早上太陽還是出來了,所以我就不在意昨天的氣象報告,一路上都沒下雨,直到台南天氣忽然轉陰,過了一會兒雷雨交作,我們只好呆在車廂內等著雨停。自從這次遠足以後,我對半信半疑的氣象報告,增加了信心。升上五年級在自然課本第五冊第八課講到了「氣象報告」這個問題,有同學問老師說:「氣象報告是不是完全準確?」老師笑著說:「這要你們想辦法自己去探討才是啊!」於是在老師的輔導下便利用少年科學研習活動的時間,展開了這項探討氣象報告是否準確的活動。

舞台上的光與葉─研究光合作用產物及碘液呈色的改良方法

由於參加學校校內科學博物館解說,其中有一單元為『光合作用』,使我們回想到一年級的生物實驗也有相關的研究─「植物光合作用產物」,實驗並沒有成功,詢問過其他班級、老師實驗的結果後,發現也同樣不盡理想,於是就在老師的建議下展開了一連串有關的研究探討及改良實驗。為避免酒精隔水加熱的危險性,本研究小組以『電茶壺』加上『安全開關』來代替加熱裝置,使用上非常便利、安全。本研究結果發現,校園植物材料的選擇以嫩葉、少毛狀物、葉片較柔軟、角質層薄之葉片,如大理花、向日葵;日照長度以六天為主,選擇可直接照光的葉片。另外為節省藥品用量及減少環境污染,建議碘液用量濃度為 10?15%的稀碘液即可。本研究小組也建議,以密封袋裝染色後之葉片,效果良好,更可使用二次染色延長十字的定性效果,以作為長期保存之用。

「碳」危觀止-自製微型化學儀器,檢測空氣中一氧化碳的含量

近年來一氧化碳中毒事件頻傳,此時我們想瞭解是否能有一種有效測出一氧化碳氣體的方法。但據所查的資料顯示,目前市面上的偵測方法不外乎儀器太貴、偵測溫度太高或是鑑別度較低等困擾。因此,我們想要找出有更好偵測一氧化碳的方法,於是我們收集資料,經過詳加比較後發現,CO(羰基)會與過渡金屬離子形成錯合物。根據實驗得知,在稀醋酸及硫酸鎳的溶液下,對偵測CO 存在有良好的效果。再配合LED 燈、光敏電阻及三用電錶,自製出「攜帶式微型雙打氣化學儀器」,最後再接上自製電路及蜂鳴器,對偵測空氣是否含有一氧化碳有高的相關性,並能有效的檢測出一氧化碳的含量。本自製微型化學儀器對一氧化碳的檢測分析結果,其 [COppm] = 2×107 × [偵測時間× 0.9]-2。

含銅廢水純化的研究

每天翻開報紙,我都會心跳好幾百,環境污染的新聞天天都有。不久前有一則令人汗顏的報導一“台灣的牡蠣,世界最綠”,含銅量高達四千四百PPM,翻遍文獻,也沒這麼嚴重的污染。而且業經證實,是來自廢五金處理業的污染,這實在太可怕了。我便想是否有辦法可以減少銅的污染,使我們生產的牡蠣能粒粒如明珠,而非顆顆似翡翠。

絕世好漆-以牛奶和教室粉筆自製塗漆

牛奶中有許多乳酸菌,在常溫下放置的時間過久時,乳酸菌就會開始繁殖,產生乳酸使牛奶液變成酸性,讓牛奶中的酪蛋白分子重新連結在一起,我們利用這種反應再加入小蘇打粉,讓牛奶中的酪蛋白產生黏性,自製成有黏性的膠水,牛奶膠水具有黏著性,適合當作外牆塗漆的原料,歷史著名的建築物布達拉宮白色的外觀,塗漆主要原料就是牛奶,所以我們以牛奶的酪蛋白為基底,加入了熟石灰、石膏、滑石粉…等不同配方,其中還發揮環保回收的創意,使用了教室剩下來的短粉筆(碳酸鈣)當原料,製作了牛奶塗漆,並觀察不同的塗漆的性質變化,同時也藉由請教古蹟修復專家,進一步來改良實驗中我們自製的塗漆,調製成各種顏色的塗漆,並應用於生活中。

「精卵的鵲橋──花粉管」之研究

我們在觀察花粉時,無意中發現顯微鏡下的非洲鳳仙花花粉,竟冒出一個「芽」來,像極了酵母菌的出芽生殖。經查證,才知是花紛館。植物的精細胞利用它來和胚珠中的卵結合,多麼神奇啊!這引起我們的好奇心,欲探討花粉管的萌發環境和它的生長速率。

是什麼因素影響五寮溪上游河谷的型態?

老師要帶我們去三峽溪及支流五寮溪沿岸作地質考察,以使我們更加了解地質作用的影響。準備資料時,一位住在五寮溪旁的同學提出:為什麼他們那邊的河谷非常開闊,反而在比較下游的地方變成了峽谷?這引起了我們的好奇心,於是決定要特別加以研究。