全國中小學科展

第52屆--民國101年

「粉」「莫」登場

本研究旨在探討粉介殼蟲的防治方法,坊間一般對於粉介殼蟲的防治大都以化學農藥噴灑撲殺,本研究目的在於利用較天然、低汙染或環保再利用等材料製成噴劑來防治粉介殼蟲對植物造成的傷害。研究結果發現使用肥皂溶液、菸草溶液可以有效消滅粉介殼蟲,而且對受害植株與土壤並不會產生影響,而咖啡渣溶液對於粉介殼蟲有忌避作用可作為防治之用。食用醋溶液、苦茶粕溶液、薄荷溶液、辣椒溶液和蒜頭溶液都無法有效防治或消滅粉介殼蟲,其中食用醋溶液和蒜頭溶液更會造成植物傷害,所以不建議使用。

烘衣何時了,紅外線知曉

本實驗利用光線在乾、濕紙張之間的透光率不同,以「紅外線來客報知器」改裝成一個偵測紙張是否已經乾了的裝置。同學期望把這個裝置放在烘衣機裡,當濕的試片被烘衣機裡的熱氣烘乾時能發出聲響,告訴我們衣服乾了,這樣可避免衣服早就乾了而我們不知道,白白浪費能源,或一直要去檢查衣物乾了沒。

養「瓜」千日,用在「液」時-木瓜種子成分檢測與應用研究

本實驗先探討木瓜種子與其假種皮內含液的特性後,再探討木瓜種子在自然界中的生存策略與應用。也模擬種子被鳥獸食用時,經由鳥獸的沙囊和胃去除木瓜種子假種皮及其內含液體的過程,並且模擬種子從高空掉落時之耐撞程度。而種子經由這些過程後在適當環境下,即可以順利發芽。一般在人工種植木瓜種子時,都會先將外層的假種皮與其內含液去除,但是假種皮內含液丟之可惜,因為經由實驗發現內含液雖然對抗黴菌與抗蟲的能力有限,但對於抑制某些植物發芽有一定的效果。稀釋的木瓜假種皮內含液對於一些經濟作物抑制胚根形成初生根的能力不明顯,而對胚芽的生長則有一定的抑制效果。稀釋的木瓜種子內含液在抑制如大花咸豐草的雜草發芽則有顯著的效果。

搶救地球大作戰-生質能源的比較

本研究主要探討乙醇(Ethanol)、蓖麻籽油、廢油、沙拉油製成的生質能源(biomassenergy),在實驗室利用剩餘米飯製酒並蒸餾產生乙醇,再用鹼製程的轉酯化反應提煉蓖麻籽油、廢油、沙拉油,實驗內容分為四部分部份:第一部分利用製酒機與蒸餾方式製造高純度乙醇並計算其失重率;第二部分以蓖麻籽油、廢油、沙拉油,經鹼製程提煉生質能源,並測試產品的酸價值,再計算轉酯化效率,找出甲醇與催化劑(NaOH)最佳的添加量及最佳的反應溫度與時間;第三部分計算成品的燃燒比、耗油量與PAHs含量;第四部分計算其皂化價,並研究其最佳皂化成分,並探討成品的經濟效益。

液滴碰撞-撞出能量新觀點

本研究著重在觀察水滴的碰撞,以微量滴管控制水滴質量由0.01g~0.05g漸增,以高速相機拍攝,紀錄極短時間內的碰撞過程,而後將照片分析,求出碰撞前、碰撞後動能變化,計算出動能損耗率,最後以圖表呈現數據,找出其中特別的發展趨勢。實驗結果發現:(1)水滴碰撞後融合或分開的機率受質量影響;(2)在碰撞後動能損耗率方面,主要受水滴質量、入射速度、碰撞參數對水滴粒徑比例、碰撞後融合或分開等,皆有影響,並集中在50%~80%之間;(3)水滴在碰撞後動能竟然增加了!深入研究發現可能與表面位能的釋放有關,並推導出相關公式驗證。

保險箱駭客~行列、奇偶數的相關性

以「保險箱駭客」的問題出發,討論在偶偶棋盤、偶偶不相等棋盤、奇奇棋盤、奇奇不相等棋盤、奇偶棋盤中,符合行列奇數和行列偶數的各種可能。接著歸納出棋子總數的規則,找到其中幾個例外情況以及特殊的性質。利用棋子數的「增加2」與「增加4」,找出棋子的排列方法。並且,從中學習科學研究的方法,以及了解奇偶性質與行列的關聯。

“軌”謎“心”竅

平面上有一個有趣的幾何性質:在平面上給一定圓,L1,L2,L3為通過圓心之三相異直線,若圓上有一動點P,過P分別作對L1,L2,L3之投影點A,B,C,此我們稱為P對L1,L2,L3之正射影三角形,則為一剛體三角形(RigidTriangle),即隨著動點P在圓上移動,ΔABC之形狀、大小不變。本篇研究主要是針對L1,L2,L3之相對位置,分別探討P點在圓上移動時,其正射影三角形之性質及其五心之軌跡。更進一步將P點在圓上移動之情形推廣至P點在其他圓錐曲線上移動之情形。這次的研究,我們利用了GeoGebra的軟體協助觀察各種情形之軌跡圖形,並引入了三線坐標系之觀念協助我們推導公式,研究中善用了三角形的五心中三線坐標系與直角座標系相互轉換之性質,搭配高二學習到的圓錐曲線內容,得到許多令人驚喜的結論。

模擬蟑螂腳的機械構造

本研究以探討蟑螂腳的攀附方式,研究蟑螂腳和接觸面不同角度對載重量的影響,結果發現以下現象:一、蟑螂腳與接觸面角度不同,其載重量有明顯差異,其中又以地毯的載重量最重,因此推論蟑螂腳與接觸面角度和攀附能力有關。二、實驗中,無論固定哪一腳,載重量最重者,皆為蟑螂實體攀爬時的原本角度,因此推論生物體攀爬時的原本角度為最佳攀爬狀態。

影像互動技術之應用

網路攝影機(WebCam)提供使用者便利的拍攝功能,價錢低廉也取得容易,目前已被大量建置在各裝置中。本作品主體為『以軟體結合網路攝影機,對影像進行色彩的分析、辨識』;本系統支援辨識多個指定目標,透過追蹤、分析色標的行為,可知指定目標之位置,並以此來完成指定的動作,建立出全新的使用者介面,讓系統能夠廣泛的應用到生活中。本組以此項核心技術,將資訊引導結合至醫療、教育、日常生活等方面,並完成相關的研究及應用,特別選出「復健輔助系統」、「兒童筆順輔導教學系統」及「影像追隨智慧載具」三項作品。本組期盼此項技術能廣泛應用,使生活更便利。

轉轉波能

利用自製的威爾斯渦輪研究扇葉、通氣量、葉片數等不同的設計研究葉扇轉速效能。進行一系列的研究後,在吸入氣流推動扇葉轉動的實驗裡發現了50%的最佳通氣量設計,葉片與空隙的面積各為一半,是葉片設計上的重要鎖定條件。以此結果進而計算出最佳的葉片數設計的公式,並設計出新型的威爾斯渦輪葉扇進行效能測試。