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樂高機器人模擬「指南車」的應用

指南車是利用機械的原理,透過各式齒輪的傳動機構,達到指南車上方的人形指針(樂高積木取代)永遠指向同一方向,達到指向的目的。本研究中建構了「單差速」及「雙差速」指南車,並利用它來實驗驗證,並分析指南車指向的原理。研究中使用PASCO CI-6538 角度感應器量測指針指向的轉動角度,藉以瞭解所建構單差速及雙差速指南車的指向準確度;實驗結果顯示該二款指南車的準確度很高。在單差速指南車研究中,我們發現當「兩車輪間距」等於「車輪直徑」時,指針的指向最精準;而在雙差速指南車研究中,我們發現當「兩車輪間距」等於「車輪直徑」的3 倍時,指針的指向最精準。當不滿足上述關係時,指南針的指向角度將過大或不足,而造成指向誤差。

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光之尺:解開金屬膨脹的秘密

使用馬赫‧曾特爾干涉儀,它可以利用光波微小波長(可見光400 ~ 700奈米,1奈米 = 1nm = 10-9 m)的特性,來進行微小的長度變化的測量。在干涉圖形中每一個環或圈數的變化都是一個光波長λ,透過觀察圈束的變化ΔN,算出真正金屬所膨脹的厚度。最後,利用熱學中的長度增加量ΔL=L0×α×Δt,得到我們要的:金屬的熱膨脹係數α。

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搖擺──魚類擺動?

本研究以魚類仿生學為基礎,研究不同配重、張力及擺動頻率對魚類運動擺動形狀的影響,結果發現以下現象: 一、不同魚體配重的方式,其擺動的波形有明顯的差異,其中屬於高速型或中快型的劍旗魚所呈現的振幅差(頭尾振幅差異)最大,因此我們推論振幅差是影響魚類泳速的原因之一。 二、張力(魚體軟硬度)的增加對中慢型泳速魚種的波形及振幅差影響較為明顯。 三、擺動的頻率變大時,對不同魚種的振幅差均有改變,其中對中慢速的魚種(吳郭魚)影響最為明顯。

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就是這個「光」--探討影響閱讀照明的因素

本研究是從三年級下學期自然與生活科技領域中的有關「光」的單元出發,想要找出平時使用檯燈進行閱讀活動時影響照明的因素。我們發現不同色光的燈源其自開啟光源到維持穩定的照度所需時間不同,且光源高度越高,配光均勻度越大,但桌面上各點的照度卻越低。另外,我們也發現紙張材質、書架角度及閱讀角度的高低亦會影響閱讀時反射光線的多寡。後來,我們透過各種嘗試,利用木條、塑膠水管、鐵絲、太陽能板等材料,組合成一組能更準確測量出反射光線多寡的可調整高度的太陽能測光板。我們利用一整年的假日、週三下午等時間完成有關「閱讀照明」的研究,發現原來「光」是這麼的奧妙、有趣,我們付出再多的辛苦也值得。

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我要做郭伯伯的小助手

在報紙上,我常常看到郭伯伯將他所發現的問題,用照片和文字表現出來,起初,引起我注意的是那些照,後來我想;那些照片所揭示的問題,若能再進一步的去調查、了解,一定是一件很有意義的事,不但能增進自己的知識,也可喚起更多的人們去關心它們,因此,我決定要做郭伯伯的小助手,開始以下的調查研究工作。

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探索細胞內的發電廠─從活體細胞粒線體的膜電位變化,探討酵母菌的凋亡

粒線體,『細胞內的發電廠』,它生產了我們生存所需的幾乎所有能量。除了產生能量,它也參與了細胞的凋亡的過程,或反應出自由基所引起細胞的老化。我們在此實驗中,利用酵母菌模式,跟兩個特殊的螢光染劑(JC-1與Rhodamine 123),來活體測量酵母菌裡的粒線體膜電位的變化,以了解細胞的早期凋亡的過程。並且,透過加入抗氧化劑與否,測量氧化游離基的產生,探討跟粒線體膜電位之間的關聯性。實驗結果顯示,的確酵母菌經過長期培養,且無提供適當的營養補充條件下,雖然外表還活著,但JC-1的螢光染色顯示,粒線體膜電位是有逐步遞減的現象,代表酵母菌活力慢慢衰弱。但是,另外氧化游離基的實驗結果卻沒有如預期般增加,反倒是跟JC-1的表現呈正相關現象。抗氧化劑的加入,非但沒有增加酵母菌的活力,反而是減弱了粒線體膜電位的表現,而氧化游離基也同時降低。這樣的實驗結果,雖然跟事前的預期結果不同,但也可能暗示1. 胡亂加入抗氧化劑,對生物不盡然是有幫忙的。2. 酵母菌在這一種生長條件中,可能需要一些氧化物的刺激或幫忙。3. 粒線體是細胞內氧化作用最強的單位,如果他生命力變弱了,自然產生氧化游離基的能力變弱,而非氧化游離基一開始去減弱粒線體的活性。此實驗的重大意義,是告訴我們,氧化游離基或抗氧化物的腳色並非一成不變的,甚至你原來認為的粒線體膜電位改變是細胞凋亡的起始原因,也可能相反,粒線體膜電位改變只是細胞凋亡後來發生的結果。科學的有趣也就是在這裡!我們藉助於【實驗】,不斷地實驗,去挑戰既有的知識跟原理,會讓我們發現更多的真理,一個單細胞的酵母菌就有這麼多問題需要去回答,那麼放眼將來不孕症醫師想嘗試『卵質轉移』,主要就是要取得健康的粒線體,增加懷孕的機會,那就可能需要更多的實驗跟努力,才能給出一個真正的正確答案。

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寵蟲危機-寵物飼料中赤足郭公蟲之特性與防治方法

赤足郭公蟲有廣泛的食性,各種廠牌的寵物飼料都會食用,特別的是有同種類相食(成蟲與幼蟲都吃幼蟲)的現象。 生活史中的幼蟲期與蛹期,都有二型性的現象。 行為上,成蟲無明顯的趨光性,幼蟲有負的趨濕性和喜好躲藏在狹窄空間的傾向。 幼蟲會分泌白色物質,且偏好分泌在較狹窄的空間內(直徑3.65?1.11mm);幼蟲分泌白色物質後,將白色物質當作蓋子,將幼蟲封閉在裡面;白色物質由一顆顆泡沫狀的顆粒堆積而成,含有還原糖和蛋白質。 用「冷凍法」冰凍幼蟲、蛹和成蟲超過五小時,可殺死飼料中的幼蟲、蛹和成蟲;殺蟑餌劑可吸引和殺死成蟲。

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撼動黑夜的光芒─探討螢光棒的特異功能

我們看到耀眼的螢光棒,不禁想起五上自然所教的單元「光和顏色」,於是我們就去請教老師有關於螢光棒的問題,而在一連串的實驗中發現: 1. 我們發油螢光棒的物理特性可看出,會影響螢光強度的因素:直立位置、不同折點、不同折數、震動、溫度 2. 油螢光棒的化學反應可看出,會影響螢光強度的因素:A、B溶液體積比、雙氧水和二氧化錳產生的氧氣、酸鹼溶液 3. 我們發現利用二氧化錳加雙氧水,產生氧氣,通入B溶液,也會增加螢光強度,可見產生螢光布一定要AB溶液混合。

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學校實驗室排放化學物質廢水處理之研究

(一)行政院環保署已將學校實驗室列屬於水污染防治管制對象之一,故對學校實驗室排放化學物質廢水處理之研究有其必要性。 (二)高雄市政府教育局 79 年 10 月 1 日高市教育五字第三一 ○ 二 ○ 號文,主旨:請貴校儘速完成實驗室之廢水處理專責單位人員。並未依規定辦理之學校,屆時環保單位依據水污染防治相關規定告發處分。

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鏡射乾坤

在平面幾何中,有一個重要且有趣的問題:平面上有兩點A、 B ,在直線 L 同側,在 L 上找一點 P0,使有最小值,要解決這樣的問題,我們會將 L 視為一面鏡子,利用“鏡射”的方汰,解決“不定折線段最小長度問題”受了此觀念的啟發,我嘗試利用多條直線,交替鏡射去探討“不定多邊形最小周長為何? " 因此,展開了我的研究之旅 … …

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「尋找噪音」與「拒絕噪音」的研究

讀下午課(二部制)的弟弟,回家抱怨說: △我們教室外面的“嗓音”好大!老師雖然很大聲的講課,弄得聲音都沙啞了,可是我們還是聽不清楚,好倒霉。 △為了關心弟弟,我找了幾位同學,在下午利用時間,到弟弟的教室外面,實地觀察、了解。 △我們除了趕緊向老師報告建議外,大家決心要維護環境安寧;找一找,造印從哪來?

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月世界侵蝕地形的探討

「月世界」是台灣典型的惡地形,主要分布於二仁溪上游,包括高雄縣田寮鄉大部分及燕巢鄉金山地區,台南縣的左鎮鄉及南化鄉大部分。外觀上,一大片隆起的黃土丘,表面較少植物生長,呈現光禿禿的鋸齒狀山脊。本研究中,我們嘗試就月世界不同地點,不同地點做細部分析各小區域的岩性描述。並以此為分析沉積岩中的碎屑顆粒大小、含鹽量、碳酸鈣含量以及氧化鐵含量對惡地形侵蝕的影響。就月世界不同地點侵蝕情況的觀察:各小單位地層碎屑顆粒大小,由本文中發現相關性不明顯;含鹽量高者,容易有大規模團塊風化侵蝕,表面溝蝕、山脊反而不明顯;而含石灰岩質多者,因膠結較緊密,且差異侵蝕明顯,表面溝蝕密度甚大,蝕溝深,溝角(即 V 型谷)小而高。地貌上,溝脊峰稜較多分歧。含氧化鐵多者坡腳土指,山脊峰稜呈圓滑狀,表面多褐色碎屑,呈土指狀侵蝕,山脊密度不大,如夾碳酸鈣含量較多,則差異侵蝕更明顯。月世界地點而言,一般顆粒的土石流的穩定角約 31 度,如鹽分較高區為 35 度,石灰岩質較多區為 40 度,氧化鐵較多的坡腳呈較陡的土指狀。此數據可作為學術上、工程地質、土木技術上,在一岩性上邊坡施工的重要參考。不過,惡地形提供一個良好的鄉土野外教材,土壤也不適合農耕,實在不宜作過度的開發。

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