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「貝」受矚目--探究貝蚤的外形特徵與行為模式
貝蚤的長短軸比值都介於1.3~1.4,外型為顯著的兩側對稱,殼紋分為三種類型:紅棕色殼紋有橘點、紅棕色殼紋無橘點以及墨綠色。移動速率與分布密度成正相關,具負趨光性;環境溫度愈高,平均速率愈大,NGDR愈小;面對刺激物採取的行動會先暫停再快速地離開。 運動行為大致分為沿壁、停止、繞圈、跳躍等機制,其中又以沿壁的個體數最多。貝蚤相遇可能停止移動;且貝蚤與水蚤同時存在時,數量並無明顯關係;貝蚤沒有趨向或背離死蝦子的行為。在酸性、高鹽份以及含重金屬離子的環境,皆會使貝蚤的活動力下降。
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一次性口罩的材質都是不織布,原料是聚丙烯或是聚乙烯,是一種半結晶的熱塑性塑膠,使用完就丟,並不環保。希望可以藉由這次實驗做出環保又能預防PM2.5的口罩。
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光光閃亮晃晃─十字花科植物、豆科植物受不同週期的光產生的影響
本實驗探討光的週期對植物生長的影響,並使用小白菜當做實驗的主要對象,用白熾燈作為光源,產生週期24hr、12hr、6hr、4hr、1.5hr、0.5hr、7.5min、112.5sec、56.25sec、28.1sec、7sec 和1.7sec 且進行永晝、永夜的實驗。首先發現週期1.5hr 的小白菜生長高度較週期24hr及週期12hr、6hr 來的高,但綠豆影響不明顯。但使用水耕法死亡率高,不易觀測,所以將水耕改為土耕。後來將週期設定為112.5sec、56.25sec、28.1sec、7sec 和1.7sec,發現週期7sec的小白菜生長最快,但週期1.7sec 的小白菜生長速率較其他低。此時我們也在阿拉伯芥上發現與小白菜一樣的結果。又分別用綠豆及小白菜進行永晝、永夜的實驗,發現永夜的植物都較永晝的高。最後進行2DGel 的電泳,在電泳結果中找到週期28.1sec 含有特殊的蛋白質,證明不同週期的光會影響植物生長。
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去年夏天一個輕度颱風—蓮花,吹倒了一棵在××國中後門的大王椰子樹,且壓死了一名青年人。我覺得很奇怪,台南市有那麼多椰子樹,為什麼只有在學校後門的大王椰子樹倒塌,所以我就利用巴沙木圓木棍模擬大王椰子樹倒塌的相關實驗,終於找到大王椰子樹倒塌的原因—莖的底部有一個很大的凹洞,再加瞬間強風吹襲。最後在老師的陪同下實地勘查台南市部分的行道樹和學校、公園內的椰子樹,並提出解決改善的方法。
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不飽和脂肪酸omega-3對膽管癌的影響
膽管癌是原發性惡性肝腫瘤,其存活率不高且症狀不明顯,診斷出癌症通常已無藥可醫,因此研發抑制的方法極為迫切。許多研究指出不飽和脂肪酸omega-3和抑制發炎反應有密切關聯,發炎反應會使細胞增生,進而有機會導致癌症。本研究使用omega-3,探討其是否能應用於抑制膽管癌。 我們使用兩種對象,一為人類膽管癌細胞株HuCCT1,二為轉基因斑馬魚。我們觀察人類膽管癌細胞,探討omega-3是否抑制其生長情形,並進行即時聚合酶鏈鎖反應測試發炎、細胞週期與細胞轉移基因。在斑馬魚上則研究omega-3能否降低斑馬魚發炎基因的表現量。結果顯示發炎、細胞週期、細胞轉移基因在添加魚油後的膽管癌細胞株中表現量降低。動物實驗中,患有能夠導致膽管癌且有較高比例omega-3的三轉基因魚,其中發炎基因表現量和只具有能夠導致膽管癌的斑馬魚相較有降低。
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隨著科技的進步,燈源的設計與發明也日新月異,但研究者發現,在太陽光底下及室內日光燈下拍出來的照片,「顏色的感覺」有些不同,因而展開燈源對色彩之影響的研究。研究觀察發現,物體經由各式各樣不同的燈源照射,而反射出來的顏色不一定是其原來真正的色彩,由於人類的視覺有適應能力,無法精準判別色彩的些微差異,所以本實驗利用數位相機(FUJIFILM S3 PRO 單眼數位相機)替代肉眼來分辨不同光源對色彩的影響,於改變光源照度大小或光源顏色或光源色溫來比較其演色性之差異,最後發現各種光源的色溫不同將造成物體反射光線之顏色演色性的差異。
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我們想透過探討大鳳蝶幼蟲喜歡化蛹的環境,找尋會影響蛹顏色的因素。幼蟲找尋化蛹位置時,在自然環境下會遇到柚子樹上的顏色差異、風吹所照成的震動及葉子遮蔽所形成不同陰暗度的環境,經過實驗觀察幼蟲喜歡在綠色的環境、穩定性高和有遮蔽物的下方結蛹,而蛹的顏色和其前蛹所在位置環境顏色有直接的關係,亮度會影響幼蟲對顏色的判別,而振動對於蛹的顏色完全沒有影響。
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在物理馬戲團這本書中提到:「當你泡即溶咖啡或攪拌奶精的時候,用湯匙輕敲杯壁看看,添加奶精後攪拌時,敲擊的聲音與添加前明顯不同,為什麼?」這本書的解答是:「當粉末溶解的時候,藏在粉末裡的空氣就會跑出來。因為空氣裡的音速低於水裡的音速,在空氣與水混合的環境裡,音速也比在水裡低。當水裡不斷有空氣混進去時,這個容器的共振頻率和它裡面的音速有關,所以也會降低。因此你會聽到較低的音調,直到空氣全部跑光。」我們利用指向性麥克風以電腦錄音後以Adobe Audition 軟體分析聲波頻率,覺得這個說法有點問題。例鹽水溶液音速較水高,敲擊時的音調卻較水低。由敲擊一黏於裝水水盆中之空杯,與敲擊杯內裝同一水位之水之杯子,頻率非常接近。告訴我們影響頻率的是靠近杯壁一層有效質量。因鹽水溶液密度較高有效質量較大,所以頻率較低。以密度的觀念檢視裝有溶液之杯子被敲後的頻率是對的。但對杯中有懸浮物就不然,例如流體中含有氣泡,則混合體之密度必定變低,有效質量變小頻率應變高。但實驗發現含有氣泡時頻率是變低的。可見氣泡還有其他的影響力高於密度對音調的影響。 流體的振動應是會壓縮到氣泡,氣泡與流體間之力學交互作用為何會使頻率下降,正是我們要找出的。 The Flying Circus of Physics has a question “As you stir instant cream or instant coffee into a cup of water, tap the side with your spoon. The pitch of the tapping changes radically as the powder is added and during the stirring. Why?” The answer is, “The air trapped in the powder is released as the powder dissolves. Since the speed of sound is lower in air than that in water, the speed of sound in the air-water mixture is lower than that in pure water. During that period while the air escapes the container, the resonant frequencies of the water, which depend directly on the speed of sound, will also be lower. Hence, you hear a lower tone until the air escapes. “We then tap the coffee cup and generate an audible tone. The signal picked up by the microphone . The same signal is also studied using Adobe Audition, a waveform processing and analyzing software. We find the assumption is wrong, the speed of sound is higher in sugar solution than that in water, but we hear a lower tone. An effective layer of fluid adjacent to the glass wall is set into motion when we gently rub the rim of the wineglass. The thickness is about the same whether the fluid is inside or outside the glass. This explains why the frequency drops when the liquid is added to the system. When the density of the sugar solution is higher, the mass of the effective layer is higher. But what the presence of the bubbles and the theoretical explanations must NOT rely on are: Use effective density argument: One should not just use a change in the main density to try to explain why the frequency is lower. I would think that the bubbles are compressed a little bit by the vibrational motion of the glass communicated to them through the fluid. But how do the bubbles interact with the fluid under this setting? This is what we need to work out.
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線上教學資源
STEAM創新教具設計與教學實踐-恐龍鎖
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「麵」目一新─使用馬祖老酒製作獨特風味老麵麵包
馬祖酒品的知名度不高,所以我們將它製成老麵,取不同比例與麵糰混合(31%、34%、36%、38%。40%、45%),製成老麵麵包,以研究出民眾對其之接受度及喜好程度。經由實驗結果可知,老麵增加越多,筋性越高、延展性越差,水分散失越多。老麵對於麵糰發酵最佳的比例為36%(540g),麵糰發酵最佳的時間為基本發酵90分鐘、最後發酵60分鐘,消費者最為喜好的是36%比例的麵包。
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「魚」貫而入-衣魚習性與其生存方式之探討
一般民眾利用化學性的方式驅離衣魚,但這些方法可能造成環境氣味不佳及危害人體健康,甚至可能致癌,本研究發現利用80000Hz超音波播放24小時可完全消滅衣魚。研究過程中亦發現衣魚的行為模式可分三類:主動者、被動者、不動者。將衣魚放入新環境,主動者可立即搜索新環境,並將訊息傳遞給被動者,使被動者跟隨,但不動者接受訊息後卻完全不動。因此超音波法對於不動者無環境限制,而應用在主動者和被動者,則須在封閉的環境下。我們亦發現衣魚會攝食低密度聚乙烯,利用傅立葉紅外線光譜儀分析排泄物,發現低密度聚乙烯確實會被分解,因此可應用此種生物特性減輕環境中塑膠汙染的壓力。
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本研究蠟蟲觀察~燈光下的零食!目的在觀察蠟蟲在不同溫度、光線照射下成蟲、結蛹、羽化成蛾的成長過程,過去資料顯示蠟蟲會吃塑膠,我們便把塑膠作為蠟蟲的零食,了解蠟蟲食用塑膠的狀況。研究方式為實驗法,將160隻蠟蟲分為八組,每組20隻,放入八種不同類別的飼養箱當中,觀察蠟蟲的生長。研究結果發現,蠟蟲成蟲不需要一直進食,24小時照光會加快蠟蟲羽化成蛾的速度,也會提高蠟蟲食用塑膠的動機,而塑膠沾上蜂蜜或果汁並未影響蠟蟲食用塑膠的動機。最後探討相關研究過程作為未來研究之參考。
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