全國中小學科展

第一名

水不再溢出了

有一天我和同學去爬山,在山腰裏看見一位農夫挑了用大水桶,很辛苦地走著,我看見他的水桶裏放了許多樹葉。奇怪!他為什麼要把樹葉放在水桶裏呢?

彈性碰撞和電腦撞球遊戲

(一)撞球選手,眼神專注,球桿出手,撞球應聲入袋;這兩球之間的碰撞是否遵守著某些規則呢? (二)能否將科學上的諸多實驗及公式,在電腦上模擬出來?以便讓同學們了解各個公式,並激發學習電腦的興趣。 (三)撞球是一項手腦並用的運動,理當大力提倡,所以才有意研發此程式。

神奇的尺

本研究探討一支刻度很少而長度為整數 Kcm 的節約尺,這支尺可以從 1cm、2cm、3cm、…,量到 Kcm,我們找出最大的 K,並且探討尺的間隔數和尺長的關係。我們發現有 N個間隔,一定會產生種間隔,尺長不會超過 cm。我們還找出了間隔組合總數的算法,當間隔數越多,間隔組合總數就越驚人,從幾十萬筆資料中,我們找出了 1~8個間隔的最佳解。當我們把這些間隔組合總數算法所形成的數列排在一起,發現這些數列竟然和巴斯卡三角形有關。

單形調和數

在高一數學裡有一章講到有關整數的性質,包括質數的檢驗、因數倍數、幣數的因素分解 … 等等,現在我們利用這些學過的性質來探討一些俱有特殊性質的自然數叫做「單形調和數」,首先需要下一些定義,以這些定義做基礎,再推演出一些有關單形調和數的性質,利用這些性質嘗試將單形調和數歸類,雖然我們所作的不十分完美,但是我們巳能應用在課堂上所學得的「數學方法」先適度的抽象化再由邏輯推理演譯出結論,對一個問題做分析、歸納綜合,本文共分為三段,每一段的目標均在正題之前說明。

遠離「塑」命-海需要開發淡菜足絲

近年來馬祖海漂垃圾及廢水污染的問題日益嚴重,對自然海景與生態環境的破壞力不容小覷,於是我們欲找尋替代物減輕對環境的傷害。馬祖餐桌上必有的美食-淡菜,食用前總把不可食用的強韌「足絲」剔除,我們由此天然的廢棄物作為發想,逐一透過實驗結果證實淡菜足絲的強度、耐熱、耐酸鹼、可染色和可分解的特性,符合作為尼龍替代物的需求;特別的是足絲同時具備優異的吸附重金屬能力,將使環境可逐漸恢復最初的潔淨。運用足絲的各項優點,我們開發出各式生活編織品及淨水器。足絲有著環保、低成本、功效佳等優點,因此可透過廢物再利用達到減少海洋汙染的期望。

國產酒酒精含量相關因子探討與酒精濃度測定的實驗

從國中理化課本陸續學到物質密度求法、溶液濃度求法、比熱測定法、物質分離法、液體蒸發以及熱量計算法後,使我們很想利用這些科學知識和方法進行對國產酒的試驗,以達學而致用的願望。

探網取霧-影響捕霧網集水特性之探討與應用

我們好奇影響捕霧網集水過程因素為何?使用超音波霧化器搭配風扇模擬霧氣,在壓克力箱中放置捕霧網進行實驗。秤量製霧箱所消耗的水,配合捕霧網集得的水量,即可得回收率。實驗結果為①三種不同材質網子中,疏水性高的不鏽鋼網回收率較佳。②不同網目單一網孔最短邊長度大於0.5mm時,網目多會增加回收率:24目較16目高出6.7%;網孔過小,會降低回收率,複雜編織的針織遮光網亦相似。③長形的網孔或複雜編織的網子,架設方向會影響集水效果。垂直向長度大於水平向,有利水珠滑落,能提升集水效果,最高可增加約5%。④使用疏水塗料塗佈在垂直向的網線上,間距2.7mm,可提升7.5%的回收率。高集水效能捕霧網具備吸附霧氣多、水珠增長時間短及滑落速度快的特性。

台灣牙刷黴菌之探討

生物圈內有許多腐生性的微生物,它們在自然界中扮演著極重要的角色:同時也在顯微鏡底下呈現出美麗的世界。其中有一群具有金黃色菌絲,並有孢子堆柄形如牙刷的真菌更是美妙無比,在實驗室中,只要有顯微鏡即可研究之。因此,我拿它來作為課外之研究題材,想藉此研究以了解其生活史;且據文獻所載:世界上目前被鑑定出之牙刷黴菌有 12 種,而我在實驗中只發現三種,希望能繼續發現在台灣的其他種,使台灣之牙刷黴菌有更完整的資料。

釣魚臺上假釣魚

同學們在自然教室的水槽裡建造了一個大型水族箱,再利用計步器,搭配浮力原理,製作一個「計數瓶」,可以掛飼料放在水族箱裡,每當魚兒咬飼料的時候,就會觸動計數器,以此了解魚覓食行為的大致情況。接著擴大範圍,先後把計數瓶放在30 條、60 條魚的魚池中40 分鐘,偵測魚咬飼料的次數,藉以找出「魚數量」與「次數」的關係,再把計數瓶放在未知魚數量的魚池中相同時間,就可估算魚的大約數量。藉由這個裝置,同學們估算出中正紀念堂魚池裡的魚數量。另外,發展出「魚密度」(Fish Density, FD),做為大面積水域中魚數量的參考值。定期偵測FD 值,可了解該水域生態正在改善中,或是在惡化中。[註]本實驗的釣魚臺是指計數瓶裡的小元件,與領土爭議無關。

擋不住的「吸」飲力-新型吸管之研發

本研究首先製作「蔬菜紙吸管」,其耐水性及吸飲功能不佳,改以海藻膠製作吸管,經歷多次改良後的「第三代海藻膠吸管」其質地近似塑膠吸管,但吸飲功能仍然不佳。接著,以海藻膠為膠著劑;紅茶粉為骨材,成功製作出耐水性、吸飲功能較佳且可散發紅茶香氣的「紅茶吸管」。提高添加紅茶粉之比例,能有效提升吸管硬度,可應用在飲料封口膜之戳入,在冰水、熱水中均可長時間維持吸飲功能,製作大口徑「紅茶吸管」,可輕易吸飲波霸珍珠,徹底解決吸飲波霸珍珠之難題。自製擠出成型機械,可控制出料速度維持穩定,在滑軌上以直線移動,可製作出粗細一致且筆直的吸管,最後試製綠茶、咖啡、檸檬等調味吸管,均會飄出天然原料之香氣,頗具商品化之潛力。