全國中小學科展

第一名

小心!別讓油沫濺出來

記得有一次,我和妹妹想幫媽媽把鍋裡煎好的魚盛進盤子裡,結果一不小心,湯匙上的一滴水落進鍋裡,「ㄅㄧㄅㄛ」一聲,妹妹的手被濺出的油沫灼傷了,痛得不得了!我覺得很奇怪,為什麼水落進油鍋裡,油沫會濺出來呢?而且還夾有「ㄅㄧㄅㄛ」的聲音。共他的液體滴進油鍋裡,也會有相同的情形嗎?而將油滴進滾熱的水裡,水是不是也會濺出來呢?我和幾位同學一同去請教老師,老師告訴我們可能和液體的沸點有關,那什慶又叫做沸點呢?為了解答我們的疑惑,老師特別帶著我們做了一些有趣的實驗。

山之浪─鼻頭角潛移地形之研究

某日到鼻頭角觀察海蝕地形,發現在海蝕崖上有一片特殊的坡地,微微起伏就像身旁的海浪,突然看到旁邊寫著「小階地」的牌子,我頓時愣住了:什麼是「小階地」呢?請教老師之後,才知道「小階地」就是地理課本上所說「潛移」,在好奇心的驅使下,我們便開始著手一連串有關潛移地形的研究。

植物的根一定向地心生長嗎?探討離心力對植物生長的影響

暑假,爸爸帶我到竹東大聖御花園去玩,當我們玩飛天摩輪時,摩輪一旋轉,使我感覺到整個人好像是要被甩出去,完全無法控制。頭昏昏的但是卻很刺激。心想如果是一棵樹在上面轉的話,可能不會頭昏。如果我是一棵樹多好,可以不停的轉,玩個痛快。於是我就把這想法告訴爸爸。爸爸說:「你這想法很有意思,何不如去向老師問個明白。」只好等到開學時問老師,離心力對植物有沒有影響,老師說:「你們可以做些實驗,看離心力對植物有沒有影響。」我就找了幾位同學,在老師的指導下,進行了一連串的探討。

挑戰極限-立可白的組合密碼與凝膠應用

本研究主題是探討如何自製一瓶健康的修正液,代替有毒的化學立可白。我們試驗了各種植物乳汁、白色粉末,添加無毒揮發性的溶劑,比較各種不同的混合順序和比例,不斷的突破不凝膠的極限,成功的製成一瓶覆蓋力好、乾燥快、不凝膠,還有香味的立可白,並且利用凝膠的變色與逆反應,來檢測溶液中的酒精濃度。

空間中的剛體運動

由於螢幕保護程式產生的有趣立體圖形動畫,引發我的興趣想進一步探討是否可以以數學為工具處理大量的圖形運算取代卡通式的貼圖進而探討剛體的運動及其 3D 動態式模擬。

土壤之粒度分析與研究

大地孕育著萬物,「有土地就有生命」。對於這樣一片浩無邊際的萬物之母一一大地,我們總是充滿著感激與神妙的情懷。大地的生成,係經由無數細微顆粒,歷經漫長的歲月,逐慚沉積而成的。當其沉積的歷程中,由於粒子本身大小、質地的不同,以及環境因素的迥異或驟變,地層中的顆粒排列情形往往因時因地而有所不同。於是,造成了形形色色對生命有著不同貢獻的土地。本研究活動的目的,係藉著簡單的科學方法,分析土壤中顆粒粒度及排列的狀況,以窺探土地之生成與環境的關係。進而藉此一細微的成果,激起人們對於土地的認識及親切的情感,而能善加珍惜利用。

密碼鎖-拉丁超立方體的完美控制情形

有個密碼鎖由D個旋鈕組成,每個旋鈕有N種不同的號碼,由於構造缺點若D個旋鈕中僅有1個號碼錯誤仍能打開密碼鎖,問最少嘗試多少組號碼才能保證一定能打開這個鎖?這個問題等同於在N元D維超立方中找一組點集,點集中的點各自向其D維度畫出延伸線,若超立方中的所有點都至少被1條延伸線所涵蓋,要求重複涵蓋的次數總和要最少。 43屆的科展中已經討論過3個旋鈕的情況,我們接著分析4個旋鈕的情況。在討論中發現D=4時並沒有型如D=3時保證打開的最小次數公式,我們給出上下限的公式。但D=N+1且N是任意質數時卻很特別,恰可利用拉丁超立方挑出1組點集,其所有延伸線涵蓋的點都沒有重複,稱為完美控制,而保證打開鎖的最小次數是NN-1。

好閃,別對我放電

由於新聞的啟發與對大自然的好奇,我們嘗試對閃電做了一些初步的探究。從資料的收集與研讀,並且經過一系列模擬裝置的改進,從而找出較適當的模擬方法,希望從實驗中能對雷擊與閃電形狀的發生有進一步的認識。而由研究中我們有了以下初步的發現: 一、雷擊發生的機會,下午比早上容易出現,特別是在夏季的午後。 二、雷擊發生的機會,海洋多於沿岸陸地、北部多於南部、山地多於平地。 三、台灣夏季雷擊發生原因來自於地形雷雨、鋒面雷雨與對流雷雨。 四、金屬製品、或具有尖端等性質的物質是比較容易被雷擊的。 五、閃電的形狀,通常是會依循較有利的路徑而形成。 六、避免雷擊的方法有:雷擊發生時應避免在高處或水邊活動、避免穿著潮濕衣物等。

紫色高麗菜汁的妙用

一個星期天的早上,小芬在廚房的餐桌上一邊畫圖,一邊和母親聊天,一不小心把母親榨好的紫色高麗菜汁打翻了,弄髒了畫紙,她自作聰明的用肥皂水去擦洗,糟了,非但沒擦乾淨,反而變成綠色紙了,便好奇地去學校請教老師這是什麼原因?

牽一髮動全身—從台北商港的設立探討「人」對大自然的影響

八里與林口的海邊,原有一望無際的銀白色沙灘。 五、六年前台北商港設立築堤以後,美麗的沙灘不見了,家園變色了,沙子又到那裡去了呢?眼見的是洶湧的巨浪以及遍在在海岸邊巨大的礫石。海灘的變化是不是和台北商港的築堤有關呢?我們想出問題的答案?同時了解沙灘的流失,對自然生態產生了那些影響?於是我們組成一個「小探索隊」,利用假期,尋答案去嘍!