科别： 生活应用科.doc

PAGE PAGE 16 科 別： 生 活 應 用 科 組 別： 國 中 組 作品名稱： 電磁蔬菜 學校名稱： 北投國中 壹、摘要 本實驗是借由「安培右手定則」、「電流的磁效應」和「螺形管線圈」，研究電磁場對蔬菜的影響。結果發現小白菜、菠菜、豌豆、四季豆均是在N極朝上的磁場中，生長速率較快，且與各種蔬菜的每顆蔬菜之平均質量有一致的關聯性。而各種蔬菜對盆栽的容器亦各有癖好：小白菜、豌豆和四季豆在鐵盆生長情況較好，菠菜對塑膠盆生長情況較好，莧菜則無明顯差別。各種蔬菜在低電磁場的情況下，對萌芽率和生長速率均較好；在高電磁場的情況下，萌芽率低，且生長高度差異性較大。所以不是電流愈大，生長情況就會較好。 此外我們比較，在相同電流的情況下，四季豆和小白菜是在鐵盆（通電）中生長情況較好；而菠菜和豌豆則是在塑膠盆（通電）中生長情況較好，由此可知小白菜和四季豆所需的電磁場比菠菜和豌豆所需的電磁場較大。 貳、研究動機 我們從上一屆的學長姐那裡知道他們的科展是研究電磁場對”綠豆”生長的效應，此外，在「植物的秘密生命」這本書裡也提到電磁場的存在對許多種”蔬菜”的生長也會有影響，有的有益，有的則是有害！ 在我們自己初步嘗試用紅豆、綠豆和黃豆來做實驗時（校內科展），發現電磁場的存在對它們的生長的確有所影響，而且各有喜好的磁場方向！因此更吸引我們想進一步利用國中理化課本第三冊電學中的「安培右手定則」、「電流的磁效應」以及「螺形管線圈」來研究各種蔬菜在栽培容器種類（鐵盆或塑膠盆）上，若配合電磁場存在的方向性及強度大小，是否會對蔬菜的生長有所助益或是有害，甚至抑或是沒有影響呢？ 參、研究目的 一、研究磁場的有無對蔬菜生長是否有影響 二、哪一種磁場方向對蔬菜生長較有利 三、哪一種容器(鐵盆或塑膠盆)纏繞線圈後對蔬菜生長較為有利 四、同一種蔬菜生長最佳化的電流大小 肆、研究器材 鐵絲網、延長線、整流變壓器、毫安培計、鐵盆(直徑13cm、高10cm)、塑膠盆 (直徑13cm、高10cm)、可變電阻、漆包線、量筒、蔬菜種子(四季豆、豌豆、莧菜、小白菜、菠菜)、滴管、肥料(花寶)、溫度計、鱷魚夾線、刻度尺、培養土、電工膠帶、鏟子 伍、研究過程及方法 研究方法 根據國三理化課本中的電學所提到的「螺形管線圈」、「電流的磁效應」以及「安培右手定則」，我們知道通上電流的螺形管線圈會在內部產生均勻的磁場；此外，學長姐的研究報告（台北市第35屆中小學科學展覽會，生物科）也指出，電磁場對綠豆生長的高度超過其纏繞在盆栽容器外部的線圈時，因已感受不到電磁場，加速生長的效應就會消失。因此，我們在做研究時，首先便要想辦法將電磁場可影響的『高度範圍』提高！ 所以我們嘗試在盆栽容器的外部，架設鐵絲網，並將原本該纏繞在容器外的線圈，改纏繞在鐵絲網上，如此一來，我們便可以依照自己的實驗設計提供足夠的電磁場能影響的高度，來研究蔬菜生長的問題。 經過不斷的嘗試及改良，我們所設計出的實驗裝置，其架設的方法如下： 買六呎高的鐵絲網 將鐵絲網圍繞在栽培容器（鐵盆或塑膠盆）上，取略大於容器直徑的寬度剪下 將剪下的鐵絲網圍成約略與容器直徑相同的圓，並用線固定 在圍成圓形的鐵絲網上纏繞緊密的漆包線 將已纏繞好線圈的圓形鐵絲網套在盆栽容器上 依照實驗所需產生的磁場方向，用「安培右手定則」決定電流的方向後，利用 整流變壓器、毫安培計及可變電阻來調整所需的電流大小，裝置即完成 開始進行蔬菜栽種時，可將盆栽容器拿出，灑入種子並澆水後，再放入鐵絲網 內開始生長 本實驗裝置的優點有： 可依照自己想要的電磁場高度架設 裝置可整組與盆栽容器分離，方便播灑種子、紀錄生長高度以及重複使用 研究過程 (一)、不同的磁極對蔬菜生長的影響（結果見表一） 1、準備三個鐵盆，其中兩個分別在鐵盆外圍繞滿線圈,上層再架鐵絲網，鐵絲網上一樣繞滿線圈 2、在三盆鐵盆中裝入等高的土壤並於等深的位置放入豌豆種子 3、繞有線圈的兩個鐵盆分別通上50mA的電流，並利用電流的磁效應及安培右手定則，使之分別產生的磁場為N、S極朝上 4、每天觀察植物在三種環境下的生長高度、並記錄室溫 5、最後一天小心撥開土壤，儘量不傷及根部的情況下將豌豆挖出秤重 6、比較豌豆在哪一種磁場環境下生長環境較好 7、找出較好的磁場環境後(Ｎ極向上或Ｓ極向上)，用於下面(二)項的實驗 8、改用其他植物，四季豆，小白菜，莧菜，菠菜 (二)、磁極對冬季、夏季蔬菜生長的影響（結果見 表二 ~ 表四） 1、準備等高且等底面