全國中小學科展

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。

轉不轉不一樣

棒球投手的變化球有伯努利定律的曲球、下墜球、上飄球和卡門渦列的蝴蝶球,其差異就在轉與不轉;若轉的話,會因轉的方向不同而得不同的飛行效果。據了解,棒球曲球是繞著垂直於前進方向的軸旋轉,美式橄欖球繞著前進方向旋轉,全都像陀螺般旋轉,這三者旋轉作用是否相同?為何要旋轉?不轉會怎樣?旋轉球類與陀螺有何關連?為何陀螺旋轉後會站立不倒?有何特質?有沒有其他類似的現象?都很有趣,值得探討。

小「堤」大作—新竹縣市沙灘消失原因之研究

由於頭城海水浴場沙子消失的事件,吸引我們去調查台灣沙灘消失的地點和原因。並以實驗來研究上中游供沙量和突堤效應對沙子的影響。根據網路調查、實驗、實地探查和訪談,我們得出下列的結論: 1. 台灣多處都出現沙灘消失的情形,消失的原因可分為「天然因素」和「人為因素」。 2. 沙灘消失的主因為上中游供沙量減少和漁港產生突堤效應,新竹縣市沙灘也是。 3. 上中游沙量會影響出海口沙子堆積。水中沙量越多,出海口堆積越多。 4. 突出的漁港一定會引起突堤效應,並無法避免。

死灰復燃的電池─乾電池的永續利用

某次阿姨告訴我們:「摩擦廢電池的二極可使電池中的電增加」如法炮製後果真如此,於是想更深入研究廢電池的利用。

被困住的水波?

高中物理教材中以水波作波動之折射現象的演示,使我們不禁好奇,水波是否與光波一樣有全反射的現象呢?因此決定對此做一番研究,並希望能做出水波的全反射現象。為確保研究結果的準確性,我們從理論著手,先了解水波表面波波速公式的推導過程,得知其中的假設條件,並依據這些條件及多次的預備實驗改進高中水波實驗的器材,以確保實驗結果在公式可解釋的範圍內。接著進行驗證水波公式的實驗,確認實驗設計正確與否。在全反射實驗之前,先進行折射實驗,再次確認實驗條件控制無誤。最後確實做出了全反射的現象,但波紋並非如預期中在介面完全反射,而是有部分非折射波穿透至深水區。再次查詢更深入的資料後,得知光的全反射其實並非在介面完全反射,而是穿透一定距離後才逐漸反射。由此推及水波的全反射,我們看到的穿透波應為全反射的正常現象。因水波波長遠大於光的波長,而可以觀察到此現象。整個過程中,我們也有兩點意外的發現。第一是在公式探討中發現普遍參考資料上公式的錯誤使用;第二則是使用光感應器可測量水波實驗中難掌握的頻率及波速數據。我們從這個過程中學到很多,也深感本身知識的不足,希望能繼續學習,並對水波做更深入的研究。

米象習性及休眠的研究

米象不會游泳,不喜歡有水的環境,喜歡窩在黑暗、狹窄的地方,對顏色無特別偏好,相對濕度 40%以下容易死掉。很少飛,一般以爬行為主,爬行時有負趨地性。受到驚動時常常會假死幾秒及鑽出米堆向外向上爬。在低溫及差的空氣品質下,米象會休眠、降低代謝以渡過不良環境,但不會被缺乏食物、日照長短、濕度降低等因素影響而休眠。存活率與休眠的時間成反比,而當日死亡數與休眠的時間及溫度下降量成正比。經實驗證明,乾燥的柚子皮、花椒、山葵、八角茴香、煙草、活用備長炭皆無防治米象效果,甚至蒜頭米、辣椒、老薑還會使米發霉變質,唯有將米放冰箱、在密封狀態下灌二氧化碳或加去氧劑,或降低相對濕度至 40%以下,才能徹底消滅米象。

集集地區氣候面面觀

上自然課「大氣的流動和水的循環」的時候我們決定對居住環境「集集大山」地區作實際觀測來加深了解。

食鹽結晶的探討

在實驗室一個偶然的機會裹,把鹽酸滴到飽和食鹽水中,食鹽水竟突然變白,並產生許多沈激物,經仔細檢驗的結果,是「食鹽的小結晶」。而連想到市面上所賣的或在實驗室裹,以蒸發水分製取的食鹽,都很難觀察出其呈立方體的形狀,若能用像上面的方法,來製取大顆粒的結晶,不是既便於觀察,又可應用在教學上,使學生能更進一步的明瞭嗎?因此,便動了研究的念頭,而進行了下面的各項實驗。

池塘邊的號角手—腹斑蛙超長變態期全紀錄

在動物界中,兩棲類常被當作環境變化的指標生物,而蛙類更因為皮膚裸露在外,對周遭環境敏感度高,只要有任何的污染或環境改變,甚至是紫外線的過量,他們都能快速而忠實的反映出負面的影響。另外,蛙類的棲地依各生長階段不同,涵蓋了水域與陸域,與人類生活環境重疊性高,所以蛙類也可以說是我們人類的好朋友,值得我們付出關心與愛護。

太陽 Limb Darkening 效應之探討

台灣地區對於太陽之觀測行之以四十餘年,但在高中天文社團圈內多限於太陽黑了的描繪,用以研究黑子自行、較差自轉( Differention Rolation ) 以及磁力線之研究,未見對於其大氣性質較深入的討論。 曾經看到許多太陽影像中,都是中心較亮,而邊緣較暗,比較之後發現每一張影像都是如此,在聽老師敘述臨邊昏暗的效應(limb darkening) 之後,產生了濃厚的興趣,而決定著手去找尋原因,發現一般的書籍中並沒有這方面的資料,於是激起了研究臨邊昏暗效應起因的動機。