全國中小學科展

臺灣

瓶裝水中塑膠微粒檢驗及其光學分析

本研究利用尼羅紅染料(Nile red)為親脂性的特色加入有機溶劑製作成尼羅紅螢光染劑,將瓶裝水染色,使用濾紙二次過濾後,以UV光照射觀測,找出實際塑膠微粒子,再利用拉曼光譜可以明確辨識分子的特性對塑膠微粒進行光學分析,做二次塑膠成分鑑定。我們檢測部分市售的礦泉水,利用精細設計的過濾步驟濾出塑膠微粒子檢體,再利用本研究方法確定所找出塑膠微粒子的成分,比對各種塑膠成分,找出瓶裝水中塑膠微粒的可能材質,進而推測其可能來源。 本研究使用的檢測方式已可有效的標記出瓶裝水裡的塑膠微粒子,在顯微尺度下找到,並取得部分檢體的拉曼光譜分析其材質。

消失星星的謎-背景光亮度、水氣、PM2.5對觀測星星的影響

本研究想了解不同因素對觀測星星的影響,我們採用實際觀測及模擬實驗進行研究。 我們發現觀測星星時,地面光害和月暈不會降低觀測到的星星亮度,但濕度、雲霧及PM2.5濃度會降低觀測的星星亮度,這些因素同時會增加背景光亮度,背景光嚴重的地區,背景光增加的亮度更多,使星星和背景光亮度相近,而 星星視星等/背景光視星等<0.8 時,人眼才易看清楚星星。 本研究特色: 1.自製的雲霧實驗腔,能在加壓後能進行絕熱膨脹相關實驗並進行攝影觀察。 2.能依據月相、濕度和 PM2.5濃度,預測本校操場當日夜晚「星況」。 遠程發展是依本研究之方法,繼續觀測不同觀星地點的環境條件,找出關連性,最終設計一個程式,讓人們能「依據天氣預報資料」評估當地的觀星狀況。

不勞你手-秒收的神奇捲傘機

摺疊傘在市面上並無合適的裝置作整理,本研究研發手動及自動捲傘機,將傘葉收拾整齊,縮小體積來集束,並將其捆紮,解決雨天雨傘的收拾問題。手動的是設計傾斜支撐板和矩形閘門,讓雨傘在其上旋轉,以整理雨傘骨架並刮除水分;參考束口機的設計,研發用以捆紮的裝置。考量手動操作較難,因此改良為自動捲傘機,改裝部分為:製作固定傘的裝置,利用馬達、齒輪和皮帶,機械化旋轉與移動以達到集束與捆紮,全程以微電腦控制,使其自動化。手動捲傘成功率為88%,自動的也可以順利捆紮,經過兩者捲傘後,刮除水量 0~29c.c.都不會滴水。目前修改並打橫裝置,使馬達提升移動速度,並減少摩擦力、增加支撐力,操作模式改為同時轉動與移動,縮短捲傘時間。

陣頭囝仔 曙光再綻

一般社會大眾若是論及「陣頭囝仔」,常常習慣和問題青少年連結,「逞凶鬥狠」、「街頭滋事」、「輟學鬼混」等負面刻板印象一一浮現;然而位居臺中的九天民俗技藝團,卻將逐漸被污名化的廟會文化陣頭轉型為專業表演藝術團體,團內的青少年學員不打架、不鬧事,一律被強力推回正規的教育體制就學,並透過技藝學習和嚴格紀律,恪求導正其偏差行為與價值觀。因此,本研究以九天民俗技藝團的十位學員為樣本,運用採訪、觀察和問卷調查等方法,並與彰化縣政府委辦預防中輟發生的國中合作式中途班——晨陽學園及向日葵學園進行對照分析,試圖探究九天的教導模式在迷途青少年身上發揮哪些正向感化的作用,以達到撕下並翻轉「陣頭囝仔=壞囝仔」的貶義標籤。

Ferrers diagram

Ferrers diagram是指在n個小方格中填入數字的圖表,且必須有: (1)方格緊密堆積在一個矩形的左上角 (2)每個方格的值分別定義為:(正右方的方格數)+(正下方的方格數)+1 (Hook length) 而所感興趣的問題是:如果有一個Ferrers diagram,那麼至少需要知道多少幾個格子的位置與它們的值,則整個Ferrers diagram就可以被唯一的確定下來。 我們稱具有上述性值的格子所構成的“子圖”為特徵圖,顯然整個diagram也是一個特徵圖;那麼,特徵圖至少又需要有幾個格子呢?於是定義特徵圖中格子個數最少的為最小特徵圖,因此問題轉變成探討最小特徵圖的大小(即格子個數)。 我們的研究結果是最小特徵圖的大小跟原本diagram中值為“1”的方格數(文內一般以K來表示值為“1”的方格數)有密切關係,關係如下: (1)最小特徵圖的大小≦K+1 (2)廣義最小特徵圖的大小 (3)狹義最小特徵圖的大小 同時,我們也有實例說明以上不等式的等號是可以成立的;換言之最小特徵圖的格子數之最小上界為K+1,廣義最小特徵圖的格子數之最大下界為,而狹義最小特徵圖的格子數之最大下界為 。

百發百中-以力學分析影響陀螺擲準因素與改良

本研究以力學分析影響陀螺擲準因素,並依據研究結果進行改良,製作適合小學五、六年級學生投擲的陀螺,並與其他陀螺比較。研究結果發現影響陀螺轉速、轉動時間、陀螺擲準因素有摩擦力、重心、繞繩、螺釘、重量、大小、形狀、距離高度。進行改良,設計尾凸和握手線,好握好施力。陀螺刻出三條防滑線增加靜摩擦力1.0kg。調整陀螺錐度讓陀螺翻轉正確。中心加螺管降低重心0.6cm,陀螺底部鑽孔降低重心0.3cm,轉動更穩定。改良後,自製陀螺比一般陀螺轉速快(817轉)平均得分高1.36分,失誤率減少0.36。模擬擲準比賽,自製陀螺比學校陀螺高1.5分,比表演陀螺高6.2分。新手學習2小時,自製陀螺投擲成功率0.85,比一般陀螺高0.25,自製陀螺提高學習效果有利推廣陀螺體育活動。

方格陣列中阻隔點數之捷徑數極值研究

在一個方格陣列上擺放一定數量的阻隔點(即障礙物)時,從方格中由左下角走到右上角所需的捷徑步數與未受阻擋的方格比較,勢必會受到影響。本研究主要建立在此種模式中,經由觀察、假設到證明的過程,發現許多諸如對稱、分布、極值等性質。依次固定障礙數量,加以比較並歸納當障礙物擺放於何種位置或情況時,方格中的捷徑走法數量會產生極值,及探討障礙擺放於各位置時,所剩餘的捷徑走法數量分布情形與性質。 此外,我們也嘗試朝三維的方向進行討論。我們以二維情況的研究結果為基礎,研究出三維情形中捷徑走法數的計算方法與阻擋數分布情形,進而討論出當障礙物擺放於此方體陣列中,應擺放於何處才能使捷徑走法數產生極值。

奈米獵殺

本實驗是利用二氧化矽分子篩保護奈米銀的方法,有別於市面上奈米銀產品大都以有機溶劑浸泡,且保護劑均是採取界面活性劑,該項產品浸在純水中除了不會改變溶液性質外,又能以分子篩特性讓奈米銀漸進式釋放而達到長效性效果。 針對棉衫吸附奈米銀實驗非常成功,經過十次以上洗滌且放置時間長達一個月以上,對於抗菌效果也有長效性的功能,為本次實驗重大突破。 The experiment is to use SiO2 molecular sieve protected nano Ag method , different from nano Ag popular product which is organic solvent-soak, and the protectant are all surfactant. This product will not change solvent’s proterty in pure water , beside , molecular sieve generally release nano Ag and achieve long-term effect . The experiment for cotton clothes adsorptive nano Ag is very successful , and achieve long-term effect in antibacterial property , that is the most significant .

曲桿「弦」臂-λ/4的玄機

靈光乍現:弦的震盪由直到彎,從單懸到雙懸迴盪不已,共振駐波顯現半波長的微妙變化。故佈疑陣:曲弦振盪、共振頻率、弦上張力、半駐波長,玄機重重。 高潮迭起:推翻同一弦上所受張力相同,得知曲弦曲度不同所受張力亦不等的真相。 明天過後:重現曲弦程度,知彈性係數迴旋,將曲弦駐波性質變化摸透透。 ;Inspirations: Vibrating the string of thing bar from longittudinal to transverse; from both arm to single arm; from the waves of the string to the mystery ofλ/4. Battle: Resonance frequency, string tension force, half stationary wave, questions flying everywhere. Revolution: Overturn the theory that the tension force on the same string equalizes everywhere by measuring the length of eachλ/2 ; proof that the tension force enlarges from the top of the string to the end because of the gravity of the string ; Calculate the constant of the difference between the length of the incomplete wave on the end andλ/4 / the last completeλ/2. Proof that the constant is decided by the thickness of the string rather than the length of the string ; Finding the fact that the number of completeλ/2 on the same string equals no matter where the vibrating spot is.

塑化劑對斑馬魚生長發育與活動力之影響

鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)是一種被廣泛使用的塑化劑,具內分泌干擾性質的環境污染物。研究目的是建立斑馬魚模式來檢驗DEHP對環境健康之衝擊。本研究區分為四組,包括DEHP暴露組(10 mg/L與100 mg/L組)與控制組(Fish water與DMSO組)。DEHP暴露10 mg/L組與100 mg/L組的濃度選擇,是參考DEHP污染環境地下水濃度的30與300倍而決定。研究發現DEHP暴露組(100 mg/L)的幼魚身長與後端腹腔有明顯下降(P