全國中小學科展

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第一名

讓「氣泡」說話

本研究採用物理製造法來製備無添加糖分和香料的純氣泡水,在【前置實驗】中利用自行研發的「可調式氣體流量計」找出二氧化碳含氣量穩定的氣泡水,發現以RO逆滲透水源、弱充氣量模式所製備而成的氣泡水在長時間中二氧化碳氣體逸散率低且逸散速度緩慢、穩定!接著,以此氣泡水源在【主要實驗】中利用顯微鏡及Motic image plus 2.0、Image-J軟體進行氣泡水不同靜置時間、不同注水衝擊力道、不同粗細顆粒、不同容器材質等變因的探究,藉由量測及分析在不同變因下氣泡生成平均數量及平均面積,發現以上變因都是影響氣泡水中氣泡生成的重要因素。我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究,發現物理世界中氣泡的奧妙之處,付出再多的辛苦也值得!

黑白配─神奇的遺傳演算法

在六億年前,海洋中有許多不同種類的生物,經過了幾億年的演化和突變,令我們覺得好奇,為何基因經過交配和突變能產生這麼多變化,而且愈來愈優良,於是我們想利用電腦的符號來代表各種不同的基因,使其交配、突變,研究近年來興起的「遺傳演算法」學說。

鍬形蟲知多少-數種構造與功能的研究

在昆蟲世界中,鍬形蟲是最為奇特雄偉的昆蟲,形像就似一部裝甲車,其頭部長著一雙十分有力的大夾子,令人看了甚至還會懼怕他。小時候爬山時無意問在山區裹發現此種昆蟲,看到他的形體與動作感到十分有趣,於是便將鍬形蟲帶回家飼養,由於在觀玩之中培養了濃厚的興趣,而想要進一步了解他的生態,便在小學二年級著手研究,至今已有八年了,在此次科展中就將這多年來新發現的一些資料加以整理,並以科學化的設計作各種探討與實驗。

改良型萬用虎鉗

實習過程往往遇到形狀複雜工件,無法用一般虎鉗夾持進行加工,如:銑床的曲柄、虎鉗的搖桿、球體……等等。加工複雜工件時,需使用 V 形槽、壓枕……等等夾具加以輔助,但有些夾具根本無法夾持球體。使用特殊夾具需拆除原有之虎鉗,還必須校正,工作繁雜又浪費很多時間,加工效率大大降低而增加生產成本。

電子計數等加速度測定器

一般「等加速度」測定器具,對於運動物體的移動距離及時間資料的取得,有使用水鐘車或電子打孔等等方式,根據實際實驗的結果,感覺讀取資料所需的技巧較為繁雜,所費的時問亦較多,往往使實驗者感受精力的負擔過重,為了排除上述的困擾,設計製作本測定器,以電子計數方式直接山顯示器( LED 顯示精確的時間資料 (可測至 l / 1000 秒),再配合因定表尺上的距離資料,即可計算出等加速度。

天體輻射

平常我們所見到閃爍的星星,其實隱藏著許多資訊。從事了許久的天文研究也只是在觀測和攝影上。關於星星的亮度、溫度等性質書上一向資料不全。為了深人了解遙遠的它們,我決定自己進行研究,利用光譜來分析天文資訊。

東扯西扯一(扯鈴的研究)

前些日子,我在操場上玩的時候,無意間聽到一陣“嗡嗡”的聲音,我覺得很好奇,於是我就到處尋找這個聲音的來源,我東找找西找找,結果被我發現,原來在校園的一角,有一群三年級的學生正在玩扯鈴,使我很疑惑,為什麼扯鈴會發出聲音呢?因此激發了我的興趣,想去學學扯鈴的玩法,我學了一段時間以後,更發覺了很多的疑問,於是我便和同學一起討論這些問題,尋找答案,可是卻始終無法討論出結果,所以我們便去請教老師,並以這個題目和同學開始研究實驗,探尋其中的奧祕。

利用微量天平測定氣體分子量

1.物理課本教我們如何製造使用微量天平,當我們辛辛苦苦製造完成以後,卻只能稱稱頭髮,實在有些大材小用,沒有實際的貢獻。2.化學課本教我們如何去測定氣體的分子量,可是測量的結果誤差太大。3.如果能用微最天平去測定氣體的分子量,相信一定比較準確。雖然測定氣值分子量還有其他很多精密的儀器,但是我們的目的是在藉微量天平的研究,進而對槓桿原理。浮體原理。波以耳定律。查理定律。密度定義。亞佛加厥學說。大氣壓力原理等相關理論,得以實際的觀察。操作和運用,建立我們的物理學基礎。

利用蒙氣差求空氣的折射率

我們在過去的實驗中曾經自製了一個時推儀,藉以推算出任何地方,任何日期的日出日落時間,但在推測的過程中,所求緯度越高,推測值與實際值的誤差越大。經過進一步的思考,發現大氣使日光偏折的角度也應考慮在內,於是我們決定著手求出該角度的大小。並利用此角度求出光線自真空進入空氣的折射率。

國中化學幾個疑難實驗單元之研究與改進

據調查在國中化學中,最少做的實驗就是「氯化氫的合成」,難然器材不易齊備是一部分因素,但最主要的原因是它有爆炸的危險,使師生們望而卻步,因此刪除此實驗之議,在各地教學研習討論會中,反映得十分激烈!歷屆科展曾有兩件作品對本實驗作了改良,其中一件是需要改變一小部分實驗裝置:將石英管改為焊接了鉑絲的「派來克斯」玻璃管,嚴格說來,此改良並無甚大意義,卻徒使器材的準備(反應管需自製)更加困難,而其坡大缺點是未涉及爆炸的預防。另一件作品改用「置換法」製造氯化氫,實驗手續及換算過程繁雜費時,而且置換反應成功率不高,但其最大缺點是與課本的教學目的(由「合成法」求氯化氫的化學式)不符。為了提高教本的信度,符他妣一單元教學目標,我們乃不揣淺陋,針對以上因素和缺失,用心加以研究改良,僅將研究經過及個人淺見臚陳於后: