全國中小學科展

第二名

水族世界的光合作用

開學的時候,“鹵蛋 ”很懊惱的告訴我們,暑假他和爸爸準備在家裡的水族缸裡培植一些水草,可是不知什麼原因,水草總是長不好,有些根部腐爛,葉片掉落,顏色枯黃不鮮豔,沒幾週水草就漬爛而死了。 剛好開學不久,自然課實驗植物的光合作用,我們了解了光合作用是植物的葉綠體,吸收太陽光的能,以二氧化碳和水為原料,合成為醣類,並釋出氧氣的一個過程。而白天行光合作用所釋出的氧氣,正好提供植物夜間呼吸作用時的需要。 上完這一單元,“鹵蛋” 心裡想:水草長不好,可能和光合作用有關,於是我們請教了老師,老師指導我們從影響光合作用的各項因素進行試驗,探討水族世界裡的奧秘。

拱橋

某日我看到學校旁邊的高架橋之時,忽然想起了中國古代的拱橋,想到古代的科技並不是很好,而其所能承載的重量卻也不見得比現在的橋差,所以我開始想到一橋的型狀是否會影響到它所能支撐的最大力量?如果不會的話,那中國的老祖先又為何要把橋做成彎曲的型狀呢?那如果會的話,它的曲率半徑和它所能支撐的最大力量之間又有什麼樣關係呢?所以我開始進行這個實驗。

時間測量的精確─跳動【碰撞】已不再是秘密

(一)雖然在國中物理課程力學篇,牛頓運動定律沒有談到碰撞觀念,但是運動定律及作用力和反作用力,已經給我們碰撞的一些概念和啟示,升上三年級漸漸的對於高中組全國優勝作品第25屆處理碰撞跳動問題更加了解作者的實驗設計1.作者處理鋼球第一次碰撞至第二次碰撞的時間方法:利用麥克風收到碰撞時所產生的聲音,觸發IC,同時產生一個脈波……,讀入資料記錄到電腦中,再由電腦加以處理。2.作者並未處理碰撞接觸時煙,因為鋼球碰撞時間非常短促,不易測得,而把碰撞時間忽略。 (二)利用電子電路,裝置出較新穎的測量方法,用來測量1.碰撞接觸時間2.第一次碰撞至第二次碰撞所需的時間

繩波急先鋒-抓住速度

我們歸納了繩波波速的經驗公式和理論公式做一的對照。以簡易版的光電計時系統設計出兩種測量繩波波速的方法。第一種:固定繩線兩端點,測量它的振動頻率計算出波速。第二種:以固定的繩波傳遞距離除以測到的繩波傳遞時間而得到波速。這兩種測量方法對一條粗細均勻的繩子或不同粗細串接在一起的組合繩線,測量結果都非常吻合。若繩子只是粗細有變化,可以用固定繩的振動頻率求得波速,也可以由粗繩細繩分別測得的頻率去計算組合繩的頻率以求得波速,這是很方便的做法。但是根據我們的檢驗,繩上黏附物體的繩子不能這樣簡化處理,第一種方法有明顯的錯誤,只能靠第二種測量法這種硬功夫。

f/2

架好單擺的設施後,我們調整信號產生器的頻率和電壓,觀察二分頻的現象,並使用位移紀錄器觀測其單擺振幅的上升過程,為此研究立下基礎。此現象的發生與推導完成後,我們開始進行進一步的分析,調整信號產生器的電壓,改變其振源振幅,觀察下方單擺振幅之變化,加以記錄和繪圖。接著,我們細微地規律更改下方單擺擺長,觀察振源與單擺頻差對飽和振幅的影響,加以作圖分析以觀察此現象的頻寬與趨勢。

青蛙棋棋盤和棋譜的研究

在暑假數學育樂營的時候,我們接觸了青蛙棋。我們發現關卡應不只卡片上的40關,應該還有很多其他的關卡。所以我們用窮舉法列出2顆時全部的關卡。後來我們又發現可以用3333→12的方法找到12顆的破關方式。最後我們利用網路資源找到了電腦運算的程式,經過修改,我們列出了所有關卡的全部破關方式,可是列出結果的解讀又需要費一番功夫。

淡水河河床沖刷作用與沉積作用的探討

在台北縣八里左岸公園啟用典禮當天,我們全家也去湊熱鬧,順道至淡水漁人碼頭遊玩。在漁人碼頭時爸爸一直強調著當年他服兵役在此地區駐防的情況(20年前左右),這片土地可說是風沙飛揚、寸草不生的淺灘地,面積也比現在小得可憐,怎麼現在的景觀變化這樣多?碼頭區這一大片沙土不知怎麼移來的?回程至關渡宮拜拜,剛下車時我往停車場外淡水河面一望,不禁使我回想起國小二年級校外教學,到關渡自然公園參觀的情形,記得當時停車場剛擴建完工,岸邊淺灘露出水面的泥沙不多,水筆仔也沒多少。但如今水筆仔卻已成林,岸邊淺灘泥沙堆積非常多,河道相對的縮減很多。這引起我想研究的動機,回到學校後我就找幾位要好的同學一起去請教陳老師,請老師指導我們研究這個存在心中一直不解的問題。

憑水相鳳-積水鳳梨毛狀體與吸水路徑探討

本研究主要是觀察積水型鳳梨 (Neoregelia ampullacea) 葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉,還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種積水型鳳梨的氣孔只分布在下表皮,主要在晚上開啟,然而白天氣孔也有相當比例是打開的,而葉子的毛狀體有兩種型態,分布在下表皮與基部的毛狀體數量不僅較多而且較大型。另外,根部雖然具輸導能力,但是內部出現空洞化,葉表的毛狀體具有輔助吸收水份的功能,水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內,再由下而上因打開的氣孔產生蒸散作用的拉力。此外,我們也與另外兩種積水鳳梨(虎斑與火球)做功能性的比較。若能對毛狀體構造更加了解,將可應用於仿生生物學,生產保暖又吸汗的織布或收集水份的工具。

利用電解法探討布袋蓮吸取水中重金屬鹽的能力

偶然一次機會與父親到前鎮小港一帶的小溪約魚,因大多數的河流,皆黑如墨水,污染程度甚為嚴重,在無意間發現長布袋蓮之溪流的水,較乾淨且清澈,而沒有布袋蓮的溪水則污濁不堪,起初以為大概是受污染程度不同,但溯溪而上,在不遠處發現此兩條溪流,是同一溪流分叉形成,故水源相同,為什麼有如此差別呢?回到學校,問理化老師,老師拿一本科學月刊讓我研讀,才知布袋蓮有如此神奇力量──去污、濾重金屬等等,老帥提議如果我有興趣,同學們可選一主題做些研究。於是在老師指導下,搜集資料,開始我們的探究。

應用U—型裝置觀察生物薄膜對養分擴散與吸收現象

在生物課本第四章營養第五節生物體內養分的轉變,實驗 4-3進山細胞的實驗中,一般的作法都是以玻璃紙代替生物薄膜來觀察,而玻璃紙是無生命的,且與細胞的構造及組成相距甚遠,有此學生對其表示懷疑,於是著手尋求,提出一簡便的方法,以生物薄膜直接來觀察,使其更接近自然現象。