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本實驗是『讓洋菜替彈性說話』,藉由自製之儀器來測量洋菜凍的形變情形,利用洋菜凍來探討虎克定律和楊氏模數之彈性問題。實驗過程中發現洋菜凍在室溫下凝固,易造成內部濃度不均勻,於是,我們利用0℃的冰作冰水浴,改善此濃度問題。由實驗數據分析得知,相同濃度的楊氏模數並不是常數,而與長度、面積、體積及形狀有關,並推測楊氏模數的常數和面積及長度成線性關係。再者,我們發現壓縮洋菜凍時,圓柱狀的洋菜凍其形變輪廓為均勻變大,而三角柱、正方柱與長方柱的形變卻有不均勻的圓化現象,由此不均勻變大之輪廓,設定一內部等效彈簧模組計算,可說明上述三種柱體的變形有趨向於較低彈力位能之趨勢。
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極速骨牌-骨牌終端速度及鏈鎖反應機制之探討
本研究主要在探討骨牌脈波在傳遞時的速度變化,並比較在不同的骨牌和不同的排列方式下骨牌的終端速度有何種差異;同時也研究骨牌在鏈鎖反應下能量的放大現象。觀察後發現單列骨牌脈波在傳遞一段距離後,由於空氣阻力的影響,脈波將會達到一終端速度,此終端速度與骨牌高度成反比,而與骨牌質量平方成正比。骨牌的脈波傳遞在鏈鎖反應下仍有一終端速度,但大於單列之骨牌脈波速,且鏈鎖反應具有放大推力之功能。由我們的研究可預測一列物體傾倒時所花費時間和所能達到之終端速度,而鏈鎖反應可比擬為一雷射模型能量集中和釋放的機制,相信可利用骨牌儲存能量的機制應用於需迅速釋能的機械中 This research is mainly discussing the changing of velocity of a domino pulse, and comparing the terminal velocity of various kinds of dominos and arresting modules. Also we focus on the energy-enlarging fact of chain-reaction of domino series. We found that after running a distance, the pulse of a single-series domino will finally reach a terminal velocity by the friction force of air. The terminal velocity will inversely proportion to the height of a single domino, and will proportion to the square of mass of a single domino. During a chain-reaction, the pulse still has a terminal velocity, but it is higher than the terminal velocity of a single series domino .The chain-reaction has an ability to enlarge the original force, too. By the research, we are able to predict the time interval and the terminal velocity while a series of objects are falling. On the other hand, the chain reaction is similar with mechanism of energy concentration and emission of LASER. We also believe that this mechanism is able to explain and apply to those machines which need to release energy rapidly.
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光觸媒結合分子篩-去團聚及光催化效果探討
二氧化鈦是光觸媒中最常被使用的,雖然合成方法很多,但如何提升其產量及分解效果,一直是學界及業界的熱門議題。\r 在此篇報告中,我們發展出一種新的方法來製造二氧化鈦,利用控制合成時溶液的pH值、使用幾丁質當作新的保護劑,並且改變加熱的溫度和時間來得到二氧化鈦奈米顆粒。在降解實驗中亞甲藍光的分解反應速率級數為一級,降解亞甲藍液的半生期在2.9~7.0分鐘,比一般文獻的數十分至數小時以上的速度高出許多。\r 另外,在幾丁質未燒去的實驗中,我們發現亞甲籃分子會被吸附在幾丁質的表面上但不被分解,燒去幾丁質時奈米粒子又無法完全分散,為解決這一個問題,我們使用了分子篩,分子篩可以吸附許多有機物質,再加上其為具有許多中/微孔構造的鋁矽酸鹽礦物,奈米粒子可以分散在其表面而不生團聚;在光降解的實驗中發現光觸媒結合分子篩後可大幅提高染料的分解效果,在短短一分鐘之內便將亞甲藍分解掉一半以上!\r 這個實驗提供了很好的方法,可以快速有效的合成二氧化鈦奈米顆粒,作為光觸媒使用。我們相信這個方法可以推廣到其他有機汙染物質,以降低工業進步後對地球環境所造成之污染危害。
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High Speed Size-exclusion Chromatography (SEC) Using Spherical Meso-structured Cellular Foam (MCF)
Size-exclusion chromatography (SEC) is often used to determine the molecular weights of and separate polymers and proteins. The porous packing of the SEC column effects the separation of molecules, with larger molecules eluting earlier. Interest in high-speed SEC for larger molecules has been building, especially for combinatorial polymerization reactions and online SEC-MS applications. Mechanical stability of the packing, which siliceous materials have more of than polymeric ones, therefore needs to be improved. Several silicas have been explored but limited pore sizes and pore volumes have restricted their usage to separating small molecules. Siliceous MCF templated using oil-in-water microemulsions has good potential for SEC packing because it has ultralarge pore size (20-50 nm), high porosity and sturdy skeleton. However conventional MCF consists of highly irregular particles and hence cannot be used as packing.
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「老師!我們已經花了快兩個鐘頭的時間,而且標本片也換了三、四片了,就是看不到草履蟲的食泡由紅色變成藍色,怎麼辦?」當我們做「草履蟲的營養與調節」的實驗時,若依照實驗指導的方法,用剛果紅粉末加酵母菌懸浮液一起煮沸,經草履蟲攝食後,形成鮮紅色的食泡。我們觀察了數十分鐘,食泡依然呈現紅色,並沒有變成藍色或其他顏色,與課本的理論不相符合。所以同學們都抱怨實驗做不出來而白白浪費時間,難道這是理論有錯誤嗎?因此我們懷疑這個實驗的設計可能有不妥之處,需要加以改進。
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我們從化學課本及參考資料了解到製備乙烯的方法,再從已知的方法中設計並改良出較佳收集乙烯的方式。製出的乙烯先用點火燃燒證明氣體的可燃性,再用溴水褪色證明的確是乙烯。最後利用強氧化劑(過氧化氫,過錳酸鉀),與乙烯做非勻相反應,可以觀察到高濃度的乙烯和強氧化劑間的反應有明顯的變化,利用此變化的觀察及數據的收集,作為此次研究的指標,來印證乙烯和水果熟成的相關性,進而希望藉此指標(簡單又方便的檢驗方式)作為水果保存的依據,並希望日後能找出簡單又有效的方式提高水果的保存期限。我們選用常見又易於觀察的水果-香蕉,並將上述的兩種強氧化劑(過氧化氫、過錳酸鉀),分別放在密閉容器中,在室溫下,希望氧化劑能反應掉香蕉所釋放的乙烯氧體,或降低乙烯濃度,以期達到減緩香蕉外表熟成(香蕉外表變黑)的目的;沒想到過氧化氫超出我們意料(並沒有如預期減緩香蕉熟成)反而是整個外表熟成加速(香蕉外表變黑速度更快),而兩組實驗組(香蕉釋放的乙烯分別在過氧化氫和過錳酸鉀的反應下)與對照組的外表熟成和香蕉內部甜度關係也有些連帶變化,雖超出我們預期,卻又有令人意想不到的結果,因為過錳酸鉀在開始實驗一天後香蕉內部甜度就有明顯增加,而後甜度增加率卻逐日下降!我們再將相同環境下,皆放入氧化劑(分成有香蕉及無香蕉兩組)經香蕉外表熟成後,再分別對剩下的氧化劑做滴定,先排除氧化劑在空氣中自然反應的變因後,發現有香蕉的實驗組與沒有香蕉的對照組的確有些差距,也間接證明了氧化劑的確是有與水果所釋放的乙烯反應。
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百年謎蝸—員林盾蝸牛 Aegista inrinensis 發現誌
直至今日,員林盾蝸牛Aegista inrinensis是全世界唯一以我們家鄉「員林」命名的生物。但自1906年研究者於員林鎮發現並確立其模式標本後,員林鎮至今再無任何採集紀錄。可能因為研究者少、採集地未涵蓋員林地區以及相似種間的鑑定不夠明確而導致誤判。本組由文獻、採集記錄中得知近百年來員林盾蝸牛的採集地點多集中於桃竹苗地區,且研究者極少,合理懷疑員林鎮仍存有員林盾蝸牛。依照環境及人為干擾程度在員林鎮設立九個樣區,進行調查後,在森林棲地中發現二十隻員林盾蝸牛,顯示員林尚有員林盾蝸牛。此外,本組以自創X光透視圖做為分類依據,將員林盾蝸牛與其相似種做形態上的詳細比較,進而建立盾蝸牛屬之蝸牛的檢索表。
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所謂電壓,就是正、負兩極電位高低不同所產生的電位差,就像是推動電荷的一股力量。有關一般家庭現行供電方式即有110伏特雙孔插座及220伏特的三孔插座兩種,合格的電器會標示它的規格,例如110V、430W,表示其電器只能接在110伏特的交流電源上,如果在220V的插座上接上110V的電器,會燒壞電器,而釀成意外。 目前許多電器產品為了能是用於世界各國不同的電壓,常常會加裝電壓選擇器,標示為AC 110V / 220V,表是在選用交流電時要將電壓選擇器撥到適當的電壓檔位,這樣才能正常使用而不發生危險。
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夏天在草地上或柏油地上遊玩時常感覺炎熱程度不同,或晚上在都市與鄉下所覺悶熱程度有極大的差異,想這必和各種之溫度的變化有關,於是我們一些有志同學一起進行測量研究。
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人類目前廣泛的應用奈米鑽石,奈米鑽石粒子極為微小因此很容易進入生物體內,對於生物體所產生的影響為本次的研究對象:奈米鑽石、奈米磁性粒子之生物毒性與其在生物體的分布。\r 加入奈米鑽石、奈米磁性粒子之後綠豆發芽數減少。發芽的綠豆中加入不同量的奈米鑽石、奈米磁性粒子,發現濃度越高生長速度越慢。在綠豆吸收奈米鑽石、奈米磁性粒子後,在根、莖、葉細胞內都有發現奈米鑽石、奈米磁性粒子。在麵包蟲的研究中發現,在0.25克濃度下,有些微的影響,而在0.75克和1克之影響甚大。在人類胎盤滋養層細胞中,發現加入奈米鑽石800微克以上對其有毒性。在細胞的分布,可發現細胞質及細胞核中都有奈米鑽石,當細胞內太多或作用太久時,會出現細胞凋亡的現象,此時奈米鑽石會大量聚集在細胞核,這可能是造成細胞死亡的原因之一。本研究意外發現在細胞分裂時,奈米鑽石只分布在細胞核周圍的細胞質,但是在赤道板及染色體上並沒有。
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妤冷唷!在這樣寒冷的天氣裏(室溫攝氏13度-1 5度),我們天天都要穿著好多的衣服到學校去。可是,仍然不覺得很溫暖,而且又笨重,活動起來又不方便。因此,我們便去請問老師:冬天裹,衣服穿得越多,是不是越保暖?倘若不是,要怎樣穿衣服才會覺得既舒適又保暖呢?於是,我們便做了以下的實驗和研究。
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