全國中小學科展

第二名

蟹殼的再生與重金屬汙水防治方法

在理化第三冊用「鹼沉澱」來處理金屬鹽廢水排放。基於「鹼沉澱」之諸多缺點,「我希望延續去年科展的研究,朝廢物用蟹般及強調回收重複使用的環保方向。並對排放水作深度處理。」

天旋地轉─旋轉盤和繩索天作之合的時空世界

(一)上自然課時無意中發現掉落地上的培養皿,不斷向前旋轉,直到力量用盡才停止下來。 (二)有一次玩溜溜球時繩索突然斷了,在斷裂的地方露出了三條小總子,仔細一看小繩子裡面又有更小的繩子。 (三)圓形的溜溜球以繩索牽引著旋轉,可以玩出很多花樣,繩索和圓形的培養皿結合,是否能開創出奇妙的時空世界呢?

分割次方數的奧祕

Lagrange定理說明了:任一自然數均可寫成不超過四個自然數的平方和,同時對所有 8K-l(K N)型之自然數,則不能以不超過三個自然數的平方和表示出。關於立方和四次方和以上的討論,則是有名的華陵問題。仿此,我們定義函數 fm : N → N ( m (≧2) N )使得對於某些正整外( m= 2 時為完全平方數; m ≧ 3 時為兩個 m 次方數和), fm(n)表示滿足下列條件之最大正整數: n 可表示成 k 個正整數之 m 次方和。本文的研究即是探討了的上界。

「碰」─行車安全的變因

正是個又冷又濕的冬季,冷風颼颼、細雨綿綿、路上濕瘩瘩,睡眼似未醒,擔任這星期本校交通服務隊隊長真衰。哨子拼命吹有些車輛就是煞不住也許路太潮濕,也許校旁高架橋斜坡太大駕駛車速太快,也許重貨車為何要載那麼重,也許是路面太滑,太多的也許使得本校交通服務隊服務擔重又危險。本班服務隊集中腦力如何解決,於是產生研究動機。我們在上自然課第八單元 『 四輪車與小山坡』中得知物體重量體積、斜度、速度、對衝撞力與煞車的影響,但我們擔任交通服務隊經驗上告知我們不只課本這些,還有一些變因可導致更大交通事故,我們要深入研究才能解決本校交通安全問題。終於我們在老師指導下研究 『 行車安全的變因』。

玩泥巴

暑假時,我到外婆家玩。表哥正在玩泥巴,他把泥土做成碗,然後用力的倒扣在地上。砰!的一聲,碗底炸裂開來,好好玩哦!「我也要玩。」「你自己去挖上來玩吧!」我就去挖了一大包的土來,加些水,和來和去,揉來揉去,總捏不成一個碗來,表哥笑著說:「你在西瓜田挖的土,都是沙,沒有黏性,怎麼做得成呢?」我就跑到菜園去挖,表哥說:「種菜的上壤常常在施肥,有機物特別多,不宜拿來玩,我們還是去稻田挖吧!」在鄉下玩了幾天的泥巴,和表哥的切磋下,對泥土學也知道了不少。還挖了些田土回來和同學一起玩,並且在老師的指導下,我們對土壤做了以下幾項的研究。

螞蟻築橋真神奇

當我們看見許多小黃家蟻忙著搬運餅乾碎屑,排著隊,很有順序的往巢穴走;在無意中看見小黃家蟻的路上有一小段空隙,很多小黃家蟻聚集在一起,有點亂,有的不敢過去,走回起點;有些小黃家蟻很勇敢,一次一次的堆在一起,於是我們設計空隙實驗,觀察小黃家蟻會怎樣行動。 首先從觀察小黃家蟻頭部的觸角和胸部的前、中、後腳的構造,來探索和運動築橋功能的相關性。 其次觀察小黃家蟻遇到路上的間隙不同及路面角度不同時,如何築橋回家。 結果發現:小黃家蟻走在木片的間隙時是非常小心的,牠們會利用身體的構造去適應路上的環境,而且利用巧妙的方法,合作的方式,以身體為橋,溝通間隙之間的道路,最後使全部的小黃家蟻都能通過有間隙的橋梁。

利用電腦研究化學實驗

(ㄧ)電腦的特色之一是有很強的計算能力,運用於處理化學計量問題可節省不少人工計算時間。 (二)真正的擴散實驗常因氣體本身不易察覺,使實驗結果不令人滿意,若運用電腦的繪圖功能來模擬氣體分子擴散實驗,更容易觀察氣體分子擴散的過程及結果,以增加學習的效果。 (三)由電腦的繪圖功能來模擬滴定及電解,為了使畫面生動,活潑並可以減少實際實驗的操作時間,可提供作為預備實驗或沒有時間做實驗的同學作參考。 (四)金屬晶體堆集晶形多是立體結構,固大多數學習者在學習此一部份時,常因空間觀念不清或想像力不豐富而倍感困擾,尤其計算單位晶格時,更是頭痛!有鑑於此,吾人利用電腦動畫,將各種堆集晶形加以旋轉,使平面上的圖形,躍然動於螢光幕上,尤其切割晶格及計算過程,更使人一目了然。相信學習者看過之後,必能消除困擾而有所領悟。

時閒感測裝置來探討滑車運動及物在液中運動阻力情形

觀察物體運動位置及時間測量方法確實很多,但都有其不方便之處(像光電計時器觀察點太少)或以光源發出光線,光二極體接收所感應到的訊號,似乎在「探測位置取點方面」似乎較嫌麻煩例如要取 10 個位置就必須接 10 組光源和光二極體。於是我想試用較簡單的電子裝備線路,再研究出另一種較新穎的探測時間的有效工具,並結合滑車運動來瞭解物在液中運動阻力情形。

電動式可調扭矩扳手

(一)隨車附屬之輪胎螺帽拆卸套筒扳手操作費力。\r (二)操作時常因人而異,可能太鬆或太緊。\r (三)不能隨需要的不同調整扭矩。

圓來這麼多變-黑白幻彩

為了解黑白間隔圓旋轉時為何出現彩色圖案?我們在不同種類的光源、不同的光源閃爍頻率、不同圓盤轉速及使用高速攝影來觀察間隔圓旋轉後的影像,尋找黑白間隔圓與出現彩色圖案之間的關連性。我們發現黑白間隔圓旋轉時出現彩色現象時,光源必須閃爍、光源必為線光譜,光源含有螢光物質,並且發現燈管內的螢光物質吸收紫外光後所釋出的白光,可使黑白間隔圓旋轉時出現彩色圖案,而LED燈泡是藉由藍光激發黃色螢光物質後發出的白光,則無法出現彩色現象。實驗進一步發現,若燈管螢光物質的某一光源在發光後至熄滅之間產生發光時間延長的遲滯現象,將會是黑白間隔圓旋轉後所出現的顏色。