全國中小學科展

第52屆--民國101年

稅法變變變-因數、質數與倍數的探討

納稅是人民應盡的義務,政府有了稅收才能為國家做更多的建設,增進我們的生活品質,也可以給我們很多社會福利,讓我們國家越來越進步,人民的生活越來越便利,越來越幸福。「稅法變變變」是一個十分有趣的遊戲,在這物價飛漲的時代,每個人都想要「稅」少繳一點,「薪水」能夠多一點,藉由「稅法變變變」我們發現每一個數字間的因數與倍數有巧妙的關係,透過遊戲,試著找出其規律性,目前的研究做到1-25連續與非連續數字,其中結尾數字20以下與結尾數字21以上的拿法與實際所得皆有所差異,我們推測若繼續探究25以上的數字,應該可以發現某些數字性質的異同。藉由抽稅的遊戲除了讓我們瞭解人民納稅的重要,也可以讓我們對因數、倍數、與質數有更透徹的瞭解。

戰地金門沙灘上的神速雙矛戰甲-角眼沙蟹

金門四面環海,然而長期受到軍事管制封鎖海岸線,造成海岸成為金門居民無法接觸的神秘地區,因此得以保留珍貴、原始的自然生態環境,形成擁有豐富海濱生態資源的寶庫,近年來金門逐漸褪去戰地的神秘面紗後,挖花蛤、淨灘、散步、觀夕陽、烤肉等活動讓海岸逐漸成為居民的休閒場域,2006年7月間本校學區溪邊海水浴場的營運開設,海水浴場上的沙灘車、水上摩托車、香蕉船滿足了遊客的玩心,對於沙灘上原住民帶來的影響卻無人關心,2012年研究今日海水浴場已關場倒閉,給予沙灘生物喘息療養的機會,因此有機會挑選沙灘上的角眼沙蟹,針對其構造、行為、雌雄辨別、棲息環境等進行觀察研究,讓我們一起探索這個偉大奧妙的生物寶庫吧!

植物的魔鬼氈-蒺藜草和大花咸豐草傳播機制之探討

本研究針對蒺藜草和大花咸豐草,調查其黏附構造和單位面積果實數等差異,並探討其果實對布料的黏附量、黏附強度,及含水率對黏附能力、萌發率的影響。結果顯示:(一)蒺藜草果實的基部被有柔毛及剛毛。(二)大花咸豐草果實前端的2~3條冠毛具有倒刺,果實表面亦有倒刺。(三)大花咸豐草單位面積果實數大約是蒺藜草的13倍。(四)蒺藜草果實對各種布料的黏附量均高於大花咸豐草。(五)蒺藜草果實在各種測試風速下,仍黏附於布料上,顯示蒺藜草果實的黏附強度高於大花咸豐草。(六)不同含水率時,蒺藜草果實的黏附量均高於大花咸豐草。(七)蒺藜草果實在各種含水量下,萌發率皆為0,而大花咸豐草果實在含水量4毫升時,萌發率為20%。

再現菱色

本研究在探討利用微波加熱進行菱角殼色素萃取與染布的可行性,及尋找菱角色素新的應用方式,希望能更有效利用菱角殼。研究指出溼的菱角殼的萃取率3.15%比乾殼萃取率高(1.59~1.86%)。將菱角殼的顆粒變小,能提高色素的萃取率(9.3%)。利用微波加熱法比水煮加熱法的色素萃取率高,以微波10分鐘的萃取率最高(5%)。微波加熱煮染布,以微波10分鐘的染布效果最好。色素乾燥後還原可應用在紙及手繪染布上,色素安定性測試發現色素在紙上,照紫外光組ΔE為2.42,不照光組ΔE為0.17,而手繪染布後再加明礬或是醋酸鐵媒染後,照紫外光組ΔE在-2.42~2.92,不照光組ΔE在-5.03~3.06,經15分鐘水洗測試後,染布之ΔE在-0.21~0.99之間,穩定度佳。結果顯示菱角色素適合用來當天然顏料。

圓盤在彈性碰撞下覆蓋面積之探討

觀看掃地機器人的運作後,發現其效能不彰,促使我們欲瞭解並模擬其可能的最佳行進路線。本作品將掃地機改成圓盤,假定其以彈性碰撞運動方式行走於矩形區域內,並利用對稱路徑的方式推導出圓盤在不同形狀的區域以不同角度及位置出發的覆蓋面積公式,藉此探討其行進路徑及覆蓋面積;此外,我們為避免路徑重疊而推導出對出發斜率的限制。最後,我們分析數據以瞭解實際運作的情形,從數據中發現,面積覆蓋率和出發角度並沒有絕對關係,而是與碰撞次數關係密切,這樣的結果令人有些出乎意料,卻進一步讓我們瞭解真正影響面積覆蓋率的因子。然而,我們知道面積覆蓋率與運作效能不可兼得,於是我們對這部分做了探討,試圖找出令人滿意的行進路線。

說什麼鳥話?!-八哥學習人聲之歷程

八哥的學語黃金時期短,相對學習的詞彙也會較少,這和八哥腦內語言學習區和其發聲構造有關。八哥鳥的學習初期和人類的學習初期順序有些相似,只是學語的時間較人類短,需要在學語的黃金期不斷的練習,才會有極佳的學習成果。八哥某些音可模仿到非常相似,因為八哥鳥在黃金學語時期,會將之前學到的語調在腦中不斷地修正、調整。聲音在八哥鳥接收後,需要經過反覆聆聽及調整頻率並持續一段時間後,會在腦內形成基模。過了黃金時期才會形成晶體智力,且維持詞彙的記憶,再由發聲構造發出聲音。據觀察,這些模仿的叫聲,都是在無意識的情況下叫出來的,可能是為了想要吸引異性的注意,也就是牠並不了解語詞其中的意義,只是隨機發聲。

渾身是勁的電動自行車

本研究主要是為了要研發讓電動自行車增加續航力。為達此目的,本研究設計有兩大功能:一、自製可以讓三個電池互相串聯輪替切換供電的開關;二、設計兩個馬達:輪鼓馬達、直流有刷馬達,可以適用在不同的地形進行切換,並對直流有刷馬達進行電力回充,延長電力,以達增加續航力的目的。經實驗結果發現:三個電池的輪替切換可以提昇續航力約30%,另外兩顆馬達的切換,在平時較平緩的路段以輪鼓馬達來供給動力,直流有刷馬達對不供電的其中一顆電池進行充電,若遇到上坡路段時,切換成由直流有刷馬達來提供動力,並可變換不同的齒輪比達到輕鬆爬坡的目的。

同是一家「氫」?-鹼性的酸式鹽陰離子溶液與活性金屬的氧化還原反應探討

在氧化還原反應中,活潑金屬(Mg、Al、Zn、Fe)在酸性溶液中才能產生H2的反應是既有的認知自然現象,但在pH>7的溶液中沒有傳統氧化劑的存在下,活性金屬仍會反應產生H2,活潑金屬有可能會與酸式鹽鹼性陰離子(HPO42-、HCO3-)或這些溶液中的氫離子反應產生氫氣,我們試著用HPO42-、HCO3兩種呈鹼性的陰離子與活潑金屬反應,觀察其反應狀況,礙於實驗設備,我們藉著測其短時間內的氫氣體積量,檢驗此三種陰離子與活潑金屬的反應性,另外,我們亦試驗單純的H+(HCl)、OH-(NaOH)溶液與活潑金屬反應作為比較及空白實驗。由實驗結果顯示HPO42-、HCO3-與Mg的反應狀況良好,可持續的產生氫氣,HPO42-、HCO3-與Al、Zn、Fe反應狀況極差,幾乎無法產生H2,唯Fe表面有少量的氫氣產生。實驗顯示HPO42-、HCO3-有可以與Mg產生H2的反應活性,且猜測兩者與水中微量氫離子相比,更容易附著在金屬上,所以反應進行的主要原因是陰離子的存在。

尋找最死心蹋地黏著你的環保膠

我們將澱粉、高筋麵粉及糯米粉製作成環保膠,測試不同反應條件下黏著力的變化。發現澱粉環保膠的最佳黏著力的反應條件為:攪拌時間達九分鐘、水對澱粉的質量比為5:12、氫氧化鈉濃度為3.42%、反應溫度控制在35℃、硼砂濃度0.225%,製成的環保膠在木頭的表面具有最大的黏著力,單位面積可達30.97公斤重,我們將環保膠黏著在金屬、壓克力、玻璃表面發現加入洗衣精對黏著力有明顯的改善。將木頭表面在一百八十目的砂紙磨擦後,環保膠可達其最大的黏著狀態。我們在顯微鏡下觀察澱粉粒子的變化,發現加了氫氧化鈉的澱粉其網狀型結構會隨著時間的增加而漸漸吸水膨脹,攪拌九分鐘時網狀型結構最密,這時候的黏著力也會因為網狀形結構的膨脹因而上升。

東港溪流域水濁度曝「光」了!

本研究依據劉德明(1999)年所著作的《環境科學》一書中提到,水中雜質的種類及環保署發佈的濁度計法,設計研究工具「光伏特水濁度檢測儀」。並根據東港溪流域概況圖,規劃採集30個地點的溪流水體和10個鄉鎮市的地下水進行檢測。結果發現整個東港溪流域之「麟洛溪」沿線和港西攔河堰取水站靜水區水濁度最高;此流域地下水則以潮州的光春水濁度最小,東港鎮興東里的水濁度最高。從研究結果也顯示自行研發的「光伏特水濁度檢測儀可有效檢測水體濁度差異。