全國中小學科展

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第二名

暗公獅生活的探討

當我們讀一年級的時候,我們時常利用下午沒課時到河邊去捉螃蟹,有一天我捉了好幾隻螃蟹正要回家途中遇到一位老農夫,他問我說:「小孩子你捉的是什麼?」我說:「螃蟹呀!」他聽不懂,老農夫就往我手拿的袋中一看說:「喔!暗公獅啊!」這時候我才想起小時候媽媽常常教念的那一段童謠:「暗公獅白目眉,無人請自己來……。」原來這就是「暗公獅」。\r 二年級時我們也常去捉暗公獅,把牠飼養在教室裡,牠雖然會夾我們,可是我不但不怕牠反而覺得牠長得太可愛了,因此牠變成了我們遊玩的良伴,我們班上的小女生常被我們逗得哭起來呢!\r 三年級時我們又玩得更起勁,老師也來看我們玩老師問我們說:「好玩嗎?」我們順口請叫老師有關幾個螃蟹的問題,老師說:「你們繼續飼養下去,慢慢觀察就知道了。」因此我們的研習活動就正式的展開了。

聽音撲克牌探秘~~撲克牌循環圈特色的研究

有一天,老師表演了一種聽音撲克牌魔術,只見老師拿了一副撲克牌,洗牌後請同學抽出一張,並隱?藏起來,然後老師把剩下的撲克牌在耳邊聽了一下,居然能立刻說出被抽走那一張撲克牌的花色和點數,試了好幾次,百發百中,非常神奇!在我們百般的要求下,老師終於傳授給我們秘訣,知道秘訣後玩了一陣子,我們還將玩法做了變化,而我們更想知道這個變化能不能無限延伸,於是我們決定以聽音撲克牌為主題,做一些探討。

浮或是沉?(水浮力的研究)

夏天到海邊游泳看到大輪船在海面行駛得很穩,但撿起一塊石頭往水裏一放就沈下去了,再從水裏拾起邢塊石頭覺得比剛剛輕了,所以我就想到兩個問題請教老師:1.大輪船為什慶會浮?小石子反而下沉?2.在水中拿東西為什麼比較輕?

迴旋奇機~解開珍珠板飛機迴旋的終極密碼

有別於過去很多研究飛機的科展作品都在探討飛機如何飛得遠、飛得久,本實驗的目的,主要在尋找珍珠板飛機為什麼能迴旋的秘密及影響它的因素?剛開始我們利用「自製風洞」測試珍珠板飛機的主翼與水平尾翼之裝置角對飛機產生的迴旋力量,進一步來說明迴旋的原理。然後試射九種裝置角配對的飛機來測量迴旋直徑,並找出最適合的組合來進行下一步的實驗。接著,分別改變飛機及發射平台的各種變因,並找出這些變因對珍珠板飛機的迴旋直徑有什麼影響?最後我們設計各種迴旋飛機的創意造型和技術玩法,並且活用迴旋原理,創造出令人驚奇的迴旋奇機!建議可應用到教學、健身運動或趣味科學遊戲之用。

保麗龍新切割機的製作與應用

保麗龍自問世以來,由於質料輕便,售價低廉,應用日漸擴大,學校每都用來佈置教室,製作壁報友工藝造形等。市面上現有的”電熱式鋸座” 係以電熱原理來熔切保麗龍,使用者必需把握瞬間時機,才能使保麗龍免於被不必要的熔蝕。又由於保麗龍質軟而易碎,很難用硬筆在保麗龍板上描繪,使切割前的描繪工作成為費時費事的困擾工作,如擬裱以圖樣,因紙與保麗龍的熔點不一,紙尚未切開保麗龍已被過度熔蝕,使切割面參差不齊,很不美觀;特別是電熱式鋸座,僅適合做外緣的切割,對於中心部位的切割卻有無能為力之嘆,因想覓有鋸座的應用尚有諸多限制。設若能以其他器具,將保麗龍隨心所歡的加以切割,相信將可擴大保麗龍的應用層面。

突破熱學實驗的障礙

在熱學實驗中,如求比熱、熔化熱等,普遍存在一個大問題─熱會消失。傳統方法是以隔熱材料來防止熱的散失。這種方法一方面無法完全隔熱,一方面普通學校無力購買這些昂貴的器材。因此我們自創實驗方式,在隔熱設備極差下,求出精確的實驗值。

染料軋上太陽光蹦出DSSC—利用自製方法探討染料敏化太陽能電池效能提升

在眾多不同類型的太陽電池中,染料敏化太陽能電池(DSSC)因兼具透光性、易層疊、可撓曲及製造成本低之優點,有其發展契機。關於製作DSSC的材料與方法,有許多值得探討的地方。由本研究得知,含花青素、深藍色系染料的電池有較好效率。以紫色高麗菜為染料的電池,在第二階段的研究中,均可逹到0.5V以上,在某些實驗條件下會有0.7V以上,再現性良好。燒結溫度控制在450~550℃,有較好的電池效率。浸泡染料的時間可隨實驗課時間的長短做調整,10分鐘~96小時均有不錯的電池效率。TiO2膠體的濃度,以2克的TiO2加稀醋酸6mL最佳。最後,能以硬碟、光碟等材料自製轉旋塗佈機,其所製成的DSSC,再現性好。在電池效益方面,可得到0.6V以上的電壓,及0.09安培以上的電流。

三體運動模型與拉格朗日點上的小行星

在練習作電腦動畫的過程中,做出以電腦模擬自由落體及雙星運動,但以上都屬可簡單分析出結果的運動,因此想到以電腦模型預知無法簡單分析的問題。在牛頓雜誌第 1 69 期,有一篇文章曾提到拉格朗日點:假設宇宙中有三個星體,星體 A (太陽)質量甚大於星體 B (本星),而 B 質量遠大於星體 C 。當 C 位於五個稱為拉格朗日點的位置上時(如圖),會與 B 的角速度一致,環繞 A 公轉。圖中L1L2L3三點處於極不安定的平衡位置,而位在L4L5的小行星群即使因撞擊而略為離開拉格朗日點,由於 A , B 引力的微妙作用,仍會回到穩定的點上。我們就是對這情形感到興趣。 \r

太陽能源保留術~設計一種吸熱快、保溫加的太陽能熱水器

有一天,我在電視上看到:「在日本有一戶小氣家庭為了響應環保加上省錢,運用吸熱的原理在輪胎裡灌滿水代替水塔,就可以洗熱水澡了!」可是,輪胎會發出一股令人受不了的臭味,而且散熱又快; 再者,我又想到; 「一天中午,我打開水龍頭發現水怎麼熱熱的?」問過老師之後,才知道原來也是吸熱搞的鬼,於是我們就想到利用吸收太陽的熱能產生熱水的原理,來做出一個節約能源的「太陽能熱水器」。

時勢「鎖」迫—圓葉鴨跖草的閉鎖花

圓葉鴨跖草植株有三種枝條,著生不同的花:直立莖的開放花、匍匐莖和地下莖的藍色、白色閉鎖花。開放花有雄性及兩性花,雌雄蕊位置分離,有利異花授粉;先開地上閉鎖花,最後開地下閉鎖花,花比較小,花粉可孕比例低,影響種子數目,但種子較大,尤以地下閉鎖果為最且萌發率最高,是以質取代量的生存策略;故推測其具有資源分配(resource allocation)的能力,植株小時以地上閉鎖花快速繁衍;產生開放花,以增加基因歧異度;最後有充足的能量產生地下閉鎖果,加上原本母株的合適環境,可確保子代的繁衍。溼度高、植株遭破壞、黑暗有助於閉鎖花的產生,土壤密度高、生長空間小則不利,推測植株能因應環境,調整不同花朵之間的比例,利用吸收的養分有效率地繁衍後代。