全國中小學科展

第52屆--民國101年

烏龍茶湯抗氧化、抗齲齒菌與抗輻射能力

在國內是極為常見的飲品,種類不勝枚舉,過去許多研究報告亦指出茶對人體的健康有多種益處。本研究欲將凍頂烏龍之茶葉做熱泡原葉、熱泡粉碎、冷泡原葉、冷泡粉碎四種不同處理以探討不同沖泡方式對其沖泡出來之茶湯的影響。實驗結果證實:在熱泡及粉碎茶葉的條件下,茶湯溶出的物質較多,進而影響茶湯的諸多物理及化學性質;其中熱泡茶能有效的清除DPPH自由基,具有比冷泡茶更好的抗氧化能力,且能抑制齲齒菌的生長,證明其對健康確實有益;以四種茶湯澆灌受到輻射處理的綠豆可修復輻射傷害,但冷泡原葉茶持續的較短,而使用冷泡茶浸種綠豆可有效預防輻射傷害;但在正常無輻射的條件下,四種烏龍茶湯皆會抑制綠豆的生長,因此不宜用來澆灌植物。

鬥豔爭輝-氧化薄膜干涉之探討

本實驗是在探討針尖加熱後週期性顏色出現之現象。將針置於不同氣體中加熱,得知此現象為金屬氧化後之氧化薄膜所造成。並利用自製傾角微調裝置改變光的入射角以觀察顏色位移,證實此現象與干涉現象有關。由自製干涉儀測出的干涉條紋間距來換算薄膜厚度變化,探討顏色週期性出現之原因。由實驗得知,膜厚的變化造成特定顏色建設性干涉,導致週期性顏色出現之現象。但膜厚在一定範圍內,才會有週期性顏色出現。最後,還有測量溫度與顏色出現的關係,得知溫度與顏色出現有一規律性。而藉由均勻加熱的方式,可將單一顏色均勻地呈現在一樣本上。

疊疊高升-骰子爬升的因素探討

這項研究是延續國小時參加全國科展作品「『粒粒』皆辛苦」的創作,不僅將成功疊出骰子塔的步驟簡化,更進一步的探討出疊成骰子塔的順序性,並藉由實際教導同學,記錄每一位初學者對於學習疊出骰子塔技巧的過程,也做為我研究的分析數據。為了更客觀的探究骰子爬升及堆疊的物理原理,我設計並製作一部可調整轉速的儀器,精準探討轉速(或頻率)與杯子傾斜角度、旋轉半徑、骰子顆數、骰子質量以及摩擦力有何關聯性。進而算出摩擦係數,合理解釋了骰子爬升與下滑所需的轉速與理論值之間的差異,更推導出利用摩擦力修正後的轉速,可準確求得骰子在不同傾斜角度、旋轉半徑下爬升或下滑的轉速,讓「賭神」的祕技重新賦予科學的生命。

拍案叫「蕨」-學校後花園生態探索區之蕨地任務

台灣的氣候溫熱而潮濕,正是蕨類植物繁衍孳生的理想環境。在學校校園東南方有一條油車坑溪,沿著小溪東側,學校特地開闢一條生態步道提供學生能夠親近原野的動植物、聆聽大自然的聲音。配合學校本位課程---田園教學,我們與老師一起調查、紀錄學校的後花園-生態探索區,發現居然有十四科二十四種蕨類植物分布於其中。透過實察記錄與標本採集製作來認識蕨類植物的生長類別與分佈情形。並進一步透過觀察、繪圖與紀錄蕨類植物孢子囊堆的排列情形與形狀大小差異來辨識各種蕨類植物特徵。最後我們把研究結果,選擇十三種常見的蕨類,建立解說資料,配合蕨類標本,提供同學在田園課學習時參考,進而讓全校師生能一起欣賞蕨類植物生長的美妙。

離子擴散會來電?探討氯化鈉溶液濃度梯度差的擴散電位

設計實驗使量筒內的氯化鈉水溶液與純水間有穩定交界面。溶液中的濃度差使電解質的離子發生擴散現象。擴散時,正負離子從高濃度向低濃度移動,以不同的速度同方向進行擴散,造成各液面電荷分布不均,產生電位差。實驗設計一個微型電極,測量不同濃度氯化鈉水溶液與純水間,液/液界面的電壓變化值,開始有電位反應後的3分鐘,每秒讀取擴散電位值一次,每種濃度讀取180個數據,探討離子微觀運動模式。第二個實驗是測量電位反應後,當達到最大電位後連續30分鐘的擴散電位,探討不同濃度的「最高值」與隨「時間」的電位變化趨勢。我們發現液/液界面兩層溶液濃度差越大擴散電位值會越大,當水溶液持續稀釋後,不同的極稀釋水溶液都趨向相同的擴散電位值。

「點」出面積,內有玄機

上數學課時,我們常用方格紙點算圖形面積或畫對稱圖形。當碰上三角形或不規則圖形時,我們常算錯格子數,這樣的挫折讓我們興起尋求其他方法,來計算圖形面積的念頭。我們請教老師,老師說:「方格紙上除了有空格之外,還有另一個重要元素就是線段的交點,這些『點』是我們解題的關鍵。只要仔細看就能察覺圖形上的點數有的在周長上,有的在圖形內部,這些不同位置上的點究竟有何關聯?它們會影響面積的大小嗎?是很值得研究的。」於是在老師指導下,我們開始一連串的作圖、點算、求數據、作圖表、比較差異、反覆思考和尋找規律的探究活動。終於,我們發現可以計算出任何不規則圖形面積的公式,並畫出不少對稱圖形,這樣的成果真令人興奮!

說『三』道『四』,【大】哉正方!

本作品是探討:在已知三角形內部中,如何利用尺規作圖找出最大的正方形(含內接與偏接),並導出最大正方形邊長與三角形元素的關係。進而推廣出在已知四邊形內部中,如何利用尺規作圖找出最大的正方形,並導出最大正方形邊長與四邊形元素的關係。

痘高一尺,膜高一丈-以蛋殼膜製備消炎乳液

本研究以環保為出發點,藉由常見的廢棄物──蛋殼為主軸,針對蛋殼膜萃取物進行其抗菌、消炎、保濕等層面之實驗。據結果顯示,蛋膜萃取物對於金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌均有良好的抑制功效。由巨噬細胞的消炎測試得知,當萃取物濃度為40μg/ml時即可將NO生成率降低至與未添加LPS組相近;而自小鼠的傷口試驗中,可知少量的蛋膜萃取物對動物亦有很好的消炎效果。對於人體皮膚的保濕率測定,其萃取液亦有不錯的保濕能力。綜合以上結果均證明蛋殼膜在許多層面上確實為極具開發潛力的物質。

仿真電子貢香

現在科技發達,但是地球的負擔也越來越重,這時能利用科技與大自然的結合,並能使人類方便,卻又不傷自然的技術研發產品,即是新時代的步調。本作品仿真電子貢香即是此理念的呈現。仿真電子貢香是一個可以代替傳統香的一個用品,它利用霧化器的原理來模仿傳統形式燃燒香會有的香味四散與煙霧之效果;利用螺桿的原理,將圓周運動轉變成上下運動,來模擬燃燒香會隨時間增加而減短香的長度;利用紅色發光二極體(LED)來模擬燃燒中的香之頂端的燃燒點,加上重複循環播放祥和的誦經音樂,其仿真、仿情境之效果如真。由於它的耗電量極低,不僅可以重複使用,未來還可以結合再生能源的方式供給電力,是非常環保而且值得推廣的一項產品。

杜鵑的陷阱-探討藏伏杜鵑花苞片上的黏液

《杜鵑的陷阱》主要探究杜鵑花苞片上神秘的液態物―黏液。整個過程由其它植物的苞片觀察出發,佐證了杜鵑花苞片的特殊之處,並沿途探討杜鵑花苞片的變化、苞片產生黏液的目的與對該黏液的幾項檢驗。而終點到時,研究者持以欽佩的態度,讚嘆大自然對杜鵑花苞片所施予的神奇轉換。苞片的存在,造就美麗的花朵。