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柯南的青春之泉─ 以環保方法延長切花花期

本研究探討符合環保又延長花期的方法,由預備實驗已知碳酸飲料能有效的延長切花花期,因此實驗設計分別探討碳酸飲料所含的單一成分對切花開花的影響,採用蒸餾水以及對花期有顯著延長作用的50%碳酸飲料溶液作為對照組,比較不同成分和不同濃度的溶液所獲得的結果。結果顯示碳酸飲料的成分中,適當濃度的檸檬酸與葡萄糖促進開花與花形,但凋謝率也高;而由檸檬酸和檸檬酸鈉形成之緩衝溶液,不但促進開花也延緩凋謝。 關於吸水率的研究發現,適當濃度的檸檬酸溶液、緩衝溶液以及修剪花梗基部等提高吸水率的處理方式,促進開花速度與花朵品質,但對延緩凋謝幫助不大;「摘除頂芽」較能有效延長花期,而一般所知摘除雄蕊阻止授粉的方式,對於穗狀花序的劍蘭並不適用。 綜合本研究結果,提供適當的碳水化合物,維持偏酸且pH值穩定的溶液,配合摘除頂芽,可以提高花瓣展開程度和延長花期。

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巴斯卡是否想到這個三角形

在高二學習複數時,我們由棣美佛定理: nεN(cosθ +isinθ ) n= cos nθ + isin nθ )導出 cos n θ與 sin n θ可用 cos θ及sinθ 之多項式表示。我們發覺他們的細數頗有規律,值得研討,因此就開始研究tan nθ與sin nθ+cos nθ展開式中,其係數間關係。

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大家來看月亮

(一)上學期初,我們上自然科學,第五冊(三年級上學期),第三單元「月亮又圓了」。課後對月亮發生興趣。因此我們大家決心以後長期的觀察月亮。並想知道時間對它的位置、形狀等變化有何影響。(二)本學期課本第一單元,又有「我們再來觀察月亮」和第八單元「預測月亮的圓缺」等有關月亮的課,因此為了學好,便把過去觀測月亮的資料做一次整理,並且繼續觀測月亮,以便更深切瞭解本學期,課本上所提示的問題:太陽、地球、月亮的移動對月亮圓缺的關係 ,並學習依我們資料去預測他未發生的變化。

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說明火箭原理的模擬實驗

「動量」是高中物理力學篇的重點之一,有關動量守恆性常以「火箭」為例當作解說,火箭固然是我中國先民的智慧結晶,然因未善加研究方展,反為西方世界所用,令人痛惜。國內的高中生,甚或大學生,除了在節日慶典能見到娛樂性的火箭之外,就只能在電視、電影裹看看外國火箭的發射紀錄片斷,問或有些許學校組織「火的研究社團」能身歷其境外,鮮少有較實際的體驗,因此常會造成火箭的推進係與空氣間的作用和反作用所造成,與噴射機之飛行概念混淆不清,為了澄清這種誤解,更為了說明上的便利,故而設計這套模擬實驗,以做為示範教學或學生實驗之用。文內提及之「火箭」實際上若以「水箭」名之應更為妥切,但為了方便,仍沿用「火箭」之名。

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星際效應中的憤怒鳥

由電影「星際效應」所引發的好奇心,我們開始了這次對重力彈弓的實驗與研究,共設計了三種實驗裝置:一、馬達、鋁盤、強力磁鐵及滑軌組成的引力裝置。二、壓克力材質的的實驗平台。三、可調整鋼珠從不同高度滾落的凹槽滑梯裝置,利用這三種裝置我們可以進行重力彈弓的模擬與分析。

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分散質的結構與張力

洗滌用的界面活性劑分散系,沾在吸管可吹成泡,沾在框上則生成特定形體的薄膜;兩種不同現象,依據各自的性質原理,分別設計為可測量的裝置,研討表面張力與濃度間的關係,發現『兩泡連通法』,測量的靈敏度較佳,並且;薄膜總面積法則會因為框的形不同,測得薄膜總面積與表面張力大小的變化趨勢不一樣,而且數據誤差都比『兩泡連通法』大。市售的洗劑有肥皂與合成清潔劑兩類,它們溶於水的分散系,表面張力與濃度大小的變化趨勢正好相反;肥皂的濃度愈大表面張力愈大,合成清潔劑的濃度愈小表面張力愈大。這種現象發生的原因,和分散質是否含苯環結構無關。用數位照相輔助毛細管上升法,觀測『兩泡連通法』標準液的張力與濃度關係,數據顯示兩泡連通法與毛細管上升法,兩者比較各種分散系張力與濃度大小的結果相同。因此,用『兩泡連通法』比較不同分散系張力大小是簡便生動的可行方法。The dispersion of surfactant used for the purpose of cleasing,if dipped on a blowpipe,can be blown into bubbles and,if dipped on a frame,will form a certain shape of membrane.For these two different situations,according to the principle of their quality,measuringdevices can be respectively designed to explore the relation of surfact tension to its concentrate.It is discovered that,with the measuring device of the Two Bubble Connection Method,the sensitivity measured is better;and that,because of the difference of the structures of the frames,the total area of the membrane and the change trend of the degree of the surface tension will also be different and the probable error of the measured digits is always larger and it is not easy to find regularity. For the two categories of dispersion,soaps on the market and synthesis detergent,when they are measured with the Two Bubble Connection Method about the relationship of their surface tension to the degree of their concentrate,the trend of change is exactly opposite.The surface tension and concentrate of the category of soap are in right proportion whereas,for synthesis detergent used for cleaning bowls and plater and washing clothes,when its concentrate is less,its surface tension is more intense.Based on the findings of this study,the concentrate and the change trend of the degree of tension have no connection with whether there is benzene structure in the solvent. With the Capillary Rise Method assisted by digital photography to observe the relation of the tension of standard solution to the concentrate,we have found that they totally correspond to the result measured with the Two Bubble Connection Method designed in this study.

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非線性振動-單擺運動方程式之數值分析與研究

在我們的這主題中,以單擺為主要研究對象,及探討其中在於我們所學之外,所無法經由更精確的運算,求出其運動方程式之解析解。但如何利用數值方法寫成計算程式,並藉以整理運用繪圖軟體,描繪其運動的模式之物理意義,便是我們此主題的重點所在,並且我們更深入於實際物理情況中,消耗力或摩擦力終將阻滯運動以迄振動不在發生。就我們而言一開始利用RK4 寫成Visual Basic 6.0 計算程式來解其運動方程得到等時距之角度及角速度,再藉由統整後使用Matlab 5.3 繪出我們想要的圖形-角度與時間,角速度與時間以及角速度與角度之相圖。所得的圖形中,也分為有或無阻尼,每項中又有不同的討論,如:在已知的任何一個初始狀態下,其擺動的情況當然也有互相之對照比較,最終得出精采且史無前例的成果:且將單擺作了完整且一般性的分析。

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聰明的百香果,捲!捲!捲!

植物向觸性的介紹常以牽牛花的莖或是葡萄的捲鬚莖為例,這些莖碰觸到物體時,會發生捲束行為而束緊該物體。本實驗觀測發現:百香果的捲鬚莖即使未捲束到其它物體,亦可直接回捲而形成「彈簧狀」,若捲鬚莖捲束到其他物體,則會逐漸增加拉力,以縮短百香果枝條與該物體之間的距離。本實驗依據:外型觀察、切片觀察與拉力測量的結果,將百香果的捲束行為分為「初抓」、「束緊」、「回捲」、「硬化」四個階段。本實驗認為:「初抓」、「束緊」的行為,與一般向觸性之捲束行為相似,但「回捲」的行為則不發生於牽牛花與葡萄。此外,緊實捲束物體的捲鬚莖,其基部直徑多大於未捲束其它物體而直接回捲之捲鬚莖。

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疾奔的草錳-草酸與過錳酸鉀的催化反應速度

改變過錳酸鉀、硫酸、草酸、溫度、催化劑等變因之濃度,求得反應速率定律式,降低實驗的危險性及減少實驗花費的時間。我們發現草酸的反應級數為負值,氫離子之反應級數遠大於其他變因,測得此反應的活化能以及找出此實驗最佳的進行條件。

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山藥活菌健康飲料的研究與開發

山藥(Yam)自古以來即被開發利用,民以食為天,山藥具高生產量及富含營養與多種微量元素以及粘質多糖類,可供食用、藥用或保健用。山藥塊莖一般成分含約 16~17%澱粉、65~73%水分、粗蛋白質在 6~8%之間。胺基酸含量豐富尤以 arginine 量最高,並含有許多必需胺基酸,如 leucine、threonine、lysine;此外山藥中還有多種維生素(維生素 A、B1、B2、C 等)及微量元素。其中之特殊物質如膽鹼(choline)、尿囊素(allantoin)、粘物質(mucin)為其特殊黏性之主要來源。因黏質物的存在、山藥澱粉之分離操作受到妨礙,使得澱粉的回收率降低,因此山藥塊根之前並不被作為良好的澱粉製造原料,高澱粉飲料不僅不易被接受且色澤不佳。山藥中富含許多營養成分例如膽鹼、尿囊素、醣蛋白、甘露聚糖而且又富含許多人體必須胺機酸向來都被譽為『窮人的補品』。我們利用生食的方式來處理因為烹調會破壞食物的養分而且生食比熟食的營養成分還要能保存,本實驗室利用物理或化學的方式使山藥的黏度降低,增加澱粉去除率;再利用加酸隔夜靜置分離的技術達到分離澱粉的效果做為營養保健飲料;山藥黏質液在 PH 值 6 以下或 9 以上黏度降低,我們利用一些常見的有機酸例如檸檬酸、乳酸、醋酸的添加,使黏液質的 PH 值降到 3~4 的範圍,達到澱粉之分離;對生活緊張的現代人而言添加乳酸活菌會產生一些益生菌,益生菌的效用在緩和便秘的症狀,由於益生菌種會產生有機酸,促進腸胃蠕動,所以時常攝取益生菌對便秘患者有極大的好處。因為山藥在產季和非產季價格相差近 10 倍,所以我們將以冷凍乾燥將液體山藥研製成粉,研發出一種新的方法,能夠延長山藥產品的保存期限,增加其農業經濟價值。實驗結果證明 山藥黏質夜水溶液之黏性:在 PH 值 6~9 最大,因此隔夜靜置→自然發酵→過濾,調整 PH3~4 之分離澱粉效果最佳、加酸分離澱粉效果:檸檬酸、乳酸飲料(25%,10mins)或醋酸弱酸調整 PH 達到分離澱粉效果、糖度:山藥水解液糖度為 Brix 2~3 附合低熱量產品、褐變:打漿中加入 0.1~0.5%的檸檬(檸檬酸)可有效防止褐變。另外,水解液中因高溫及 PH 值變化會產生焦糖化反應。故採低溫為宜。根據官能品評之結果,山藥水解液為新開發之產品,在顏色、風味、鮮味、甜味方面等調配出最合宜的活菌健康飲料,具有發展性,為山藥的加工開創一新格局,更可發揮山藥中保健、機能成分之利用價值。本研究之目的分別以不同之水解條件處理,並進一步探討不同比例下所得之山藥水解液的特性及成分,希望找出最符合加工需求之低澱粉條件,進而開發出新興營養飲料,使山藥傳統之食用及利用方式更為多樣化。

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讓瓶塞隨心所欲

這是一種可在膨脹狀態及未膨脹狀態間轉換的膨脹收縮瓶塞。本設計之瓶塞包含一彈性橡膠之塞座及一剛性塑膠之旋轉控座。該瓶塞在未膨脹狀態,可將瓶塞置於平口內將瓶塞順時針方向旋轉90度使瓶塞由未膨脹狀態轉換至膨脹狀態將瓶子密封;欲開瓶時將瓶塞逆時針方向旋轉約90度使瓶塞由膨脹狀態轉換至未膨脹狀態,可輕易將瓶塞從瓶子內拉出。根據顧客之需求設計瓶塞並選定適當之塑膠材料以製作旋轉控座及適當之衛生橡膠以製作塞座,依廠商提供塑膠及衛生橡膠之特性資料做有限元素分析預測橡膠元件受撐大之變形量,進行加工與製造印證分析之結果,與預期目標有相當的差異,故製作簡易之試件進行探求塞座內縮量與瓶塞膨脹量之關係, 探求瓶塞膨脹量與瓶子所能承受的壓力之關係,進而逆向設計瓶塞之塞座內縮量。 This is a kind of bottle plug that can change at the situation of swell or unswell.The design of this bottle plug includes a rubber plug and a rigid plastic controller that can revolve around. We can put the bottle plug at the top of the bottle and rotate it 90° c.w., the bottle pug will be at the situation of swell and then seal up the bottle. If we want to open the bottle, we just rotate 90° c.c.w., and the bottle plug will be at the situation of unswell and then we can pull the bottle plug out easily. I design this bottle plug according to the need of the customers; choose the certain plastic material to make the rigid plastic controller, and the properly rubber to make the plug; analyze and predict the amount of deformation by Finite Element Method in accordance with the characteristics of rubber and plastic supplied by the factories. However, the result and the expected result are quite different. In order to solve the problem, I make an easy sample to search for the relationship between the contraction of the rubber plug and the swells of the plastic controller and also the relationship between the swells of the plastic controller and the pressure that the bottle can endures. Then I design the contraction of the rubber plug on the base of the result of the experiment I made above.

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Preventing Deer Tag Infections

Farmers in many countries are legally required to identify livestock with some sort of tagging system. Tagging is required for ownership, breeding and as a means of tracking livestock during a disease outbreak.\r New Zealand farmers are required to fit all livestock with two ear tags (one in each ear). Ear tags are applied in a similar way to the piercing of human ears. The two tags are of different sizes and are known as the primary and the secondary tags. The primary tag is physically bigger than the secondary tag.\r We farm deer and have noticed that after tagging some deer develop ear infections at the site of tagging.\r A randomized controlled trial was undertaken in 105 fawns to test the hypotheses:\r ‧ Pre treatment of the ear tag with liquid iodine will reduce post tagging infection.\r ‧ A reduction in ear infections as a result of tagging will lead to more rapid weight gain.\r The treatment group had iodine applied to the sharp part of both primary and secondary tags immediately prior to tagging of the fawns. The control group was tagged in the usual fashion. Fawns were then assessed for infection at 6 and 11 weeks after tagging. Each ear was individually graded for infection and recorded against the number of the animal. Grading was on a scale of 0-3: zero having no infection; 1-slight redness; 2-a larger ring of redness and possibly some dried blood; 3-as for grade 2 plus swelling of the ear around the pin.

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