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燻煙的聯想-物體尾端流力的型態及影響之探討
氣流流經物體,會在物體後面行成混亂的氣流,這個氣流會對該物體造成什麼影響?本研究以保力龍球的深入或外拉來顯示氣流對該物體推拉作用,並探究氣流對該物體造成穩定度、阻力、或漂浮力的影響,另以擾流板來干擾氣流加以分析氣流對該物體造成的影響。
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我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋動力輪船在水面航行距離的因素為何?瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時改變船輪的位置、船身重心、不同樣式與大小的輪、船型樣式、船體外型(前檔風玻璃傾斜角)的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力輪船的行進距離等因素,並針對改變船輪轉軸製作方法不同、船的寬度與高度對行進距離影響進行實驗與探討,來驗證我們的想法,藉此充份掌控一些符合節能的動力船艇技巧,可加以利用、與了解。
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時代的演進,空汙一直是現今社會的重大問題,工廠、汽機車所排放的廢氣、二氧化碳,造成嚴重的空汙染,空氣中的懸浮微粒影響至雨水當中,雨水就變成現在俗稱的「酸雨」。酸雨對植物及土壤造成的影響甚大,會對植物造成角質層的破壞,也會造成土壤陽基離子流失。過量的酸性物質會影響植物的正常機能,導致植物枝葉枯萎,降低土壤緩衝能力,影響植物營養吸收及森林的衰退等連鎖反應,並造成湖泊、河流水域環境酸化及重金屬累積,進而危害整個水域生態。但如果能善加利用使用雨水灌溉,豈不是能減下龐大的水資源,有鑑於此,我們討論思考調節雨水酸鹼值,經過濾後成普通用水,供灌溉使用,來節省水資源的浪費。
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砷汙染終結者:中藥砷汙染的生物感測器與螯合器
背景:政府以ICP-MS檢驗海關抽樣中藥材的砷汙染,耗資費時,民眾沒有工具可以預防砷中毒。目的:開發解決砷汙染的快篩和過濾工具。方法: 利用合成生物學技術,將E. coli開發為: (1)產生螢光蛋白的GFP砷汙染感測器、(2)產生肉眼可見藍色沉澱的LacZ’砷汙染感測器、(3)產生金屬硫蛋白(fMT metallothionein)的fMT砷螯合器。對E. coli進行功能測試實驗和系統生物等量性分析,並設計具生物安全性的快篩裝置。結果: GFP和LacZ’砷汙染感測器能在5和15小時內偵測As(V),前者能偵測岩精含砷,兩種感測器對鉛與銅離子沒有反應,具專一性。ICP-MS測量出fMT砷螯合器在As(V)溶液五小時後的砷螯合量。快篩裝置用的洛神花有抑菌功能。結論:生物感測器可作為砷汙染的快篩器,生物螯合器可發展成過濾器。
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藤本植物的傳奇 -川七生活史及其向觸性與植物生長素(IAA)關係之探討
川七中文名稱為洋洛葵,學名Anrederacordifolia,洛葵科(Basellaceae)洋洛葵屬之多年生藤本植物。本研究重點為攀附物體對川七生長速率的影響以及向觸性的形成機制探討。攀附物體前川七莖生長速度較緩慢且莖有日趨木質化的現象,攀附物體之後主莖生長速率是攀附前的7.1倍。本實驗以X光繞射、吸收光譜、表面增益拉曼射線,以及顯微照相的技術進行實驗,結果顯示,IAA於川七莖部的分布並不平均,捲曲莖接觸面的IAA含量高於非接觸面IAA含量。由於植物生長素IAA在植物體內只有奈克(ng)的量且萃取不易,因此在向觸性與IAA關係研究方面,一直是未解之謎。本研究開啟了向觸性研究的新契機,也成功以物理的方法證實了IAA濃度在川七莖接觸面與非接觸面確實有分布、量及結構上的差異。
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目前市面上最夯的產品莫過於蘋果公司的iPad或iPhone了,使用者用手指去觸控著螢幕,而這動作似乎漸漸成為一種風潮,成為一種流行又時尚的肢體動作。然而,如何在螢幕上書寫或繪圖呢?只能用手指?好看嗎?蘋果公司公司並沒有隨附觸控筆。所以,我們特別用了一些家中常見的材料去自製價廉且實用的觸控筆,而且,由於材料的取得方便,一般人也可製作,如此就可大大提升iPad等這類平板電腦的功能了。另外,iPad螢幕為電容式觸控螢幕,其原理就是表面電流的流出(流入),所以我們也利用有類似原理的電漿球來模擬iPad螢幕,從中找到共同點,並從其中電子軌跡的變化看見了觸控,甚至以電漿球代替iPad進行實驗,延伸了此實驗的廣度,也為實驗增添一些意料之外的趣味性。
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我們的實驗主要的目的在探討振動時顆粒的流動機制,找出振動情況下混合顆粒分離的最佳數目比及最佳直徑比。一、我們推論造成『大顆粒上浮,小顆粒下沉』的原因是因為振動時產生空隙使上層小顆粒向下填補,擠壓下層大顆粒且振動時顆粒堆積造成斜面顆粒碰撞,上層顆粒體產生擠壓現象使大顆粒上升。二、由數據發現,當大顆粒數目與小顆粒數目比為5:1時,大顆粒浮出數目最多,接著我們使用不同規格的『鋼珠』,進一步探討顆粒的最佳直徑比我們觀察以3/32:6/32的鋼珠浮出數最多,推論最佳直徑比為3/32:6/32。三、大小混合顆粒,當振動次數超過60次時,大顆粒浮出數目不再增加,我們推論『60次是大顆粒上升極限值』,原因可能為振動超過60次之後浮出之大顆粒開始下沉。
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每當早上升旗時,旗桿後面的三樓頂上總是會飛來一隻「黑白鳥」,在頂樓上快速的追逐覓食,捕獲獵物後,用嘴銜住;迅即飛向北方,牠總是停在北邊大樓的三樓頂上。進教室後,迫不及待的請教對研究鳥類很有興趣的導師;我們登臨北邊的三樓頂上,只見廢桌椅雜陳,突然飛來兩隻「黑白鳥」,在附近哀哀鳴啼。導師說:「這是白面白鶺鴒,正在育雛中,附近定有鳥巢。」沒想到竟在最顯眼的一張廢課桌抽屜內,找到了四隻約一週大的雛鳥蹲伏在木麻黃枯葉所築成的窩裡,為了瞭解白面白鶺鴒的育雛行為,在導師的指導下,進行了幾項觀察和實驗。
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隨著工業革命的進步,經濟亦逐漸地放快腳步而發展,但在這其中對生態的破壞也是令人覺得不可思議。近年來「溫室效應」所帶來的嚴重破壞更是引起各界的注意。在台灣這塊小小的土地上,我們所能發現的災害並不十分明顯,由此我們不禁納悶,溫室效應中,那些我們看不見、摸不著的氣體真會有如此大的影響嗎?於是引起了我們對這個問題的興趣。
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鳳仙花是一種果實會爆開的植物,它的英文名字叫「touch-me-not」,意思是「別碰我」,因為只要我們碰觸到成熟的鳳仙花果實,它就會立刻彈出種子,真是「急性子」!這是它的中文別稱。這篇報告就是要研究鳳仙花果實的成長和爆開的過程,了解鳳仙花要爆開種子,是為了讓種子彈得比較遠,分散開來發芽,以便攝取足夠的陽光、水、空氣和養分,繁殖健康的下一代。鳳仙花因為內外果皮有不同的結構,導致鳳仙花果實在成熟的時候,果皮急速的捲曲,把裡面的種子,刮下來飛彈出去,這就是鳳仙花有「彈子神功」的奧妙。植物為了繁殖下一代,演化出各種不同的散播方法,鳳仙花靠自己的力量散播種子,方法真是獨特又有趣啊!
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檳榔在我從小的記憶裡,是再熟悉不過的東西——亭亭玉立的檳榔樹,圍繞住家四周,散發出淡淡清香??尤其是一些喜慶的場合,檳榔子更是親友們交際應酬的必備禮品。每次看到綠色黃金在眨眼間變成了紅紅的汁液,好像魔法一般??。老師說,那就是課本所提到的「化學變化」了,我覺得很有意思,到底這個顏色變化是怎麼產生的?還有,曾看過叔叔在嚼食檳榔時,邊吃花生米,結果吐出的汁液顏色卻沒那麼紅,不曉得是什麼原因?另外,檳榔裡頭所添加的成分對人體會有什麼影響?有沒有方法可以驗證課本裡頭的知識?經過和老師的商量,訪問了檳榔的相關業者,便開始了一連串的探究活動。
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任我行的「吸星大法」--磁鐵與電磁關係的研究
磁鐵的磁力現象與電磁關係,對於身為國小學童的我們而言,是看似具體卻是抽象的現象,因此當同學生有此疑問時,我們便藉此機會來深入探討研究。在翻閱相關的資料、深入思考與設計實驗後,我們發現了:(1)磁鐵不是只會吸引鐵製品、(2)磁鐵的吸力不受時間和吸引物多寡的影響、(3)磁鐵的吸力各個部位有差異、(4)鐵針與磁鐵摩擦或接觸越久吸力越強、(5)可藉由指南針來顯示磁力線的方向、(6)燒烤和敲打磁鐵都會使其磁力減弱、(7)磁鐵的隔空吸力不受中間物質的影響、(8)磁鐵的大小與吸力大小並無直接相關、(9)折斷的磁鐵其磁極互補且磁力消弱、(10)可以散置的磁鐵模擬鐵製品的無磁性現象、(11)磁鐵的磁性永久與否與金屬材質有關、(12)增加電力或線圈個數都可增加電磁鐵的吸力、(13)增加電力或線圈個數不影響永久磁鐵的磁力、(14)感應電流會受磁鐵棒的磁力大小和插入方向的影響、(15)與磁鐵相吸的乾電池其電力會減弱…等。經由這 20 幾項的實驗,讓我們深入而具體地了解磁力現象與電磁間的關係。
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