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第57屆--民國106年

再「鹼」一點,「蚵」以嗎?

金門盛產石蚵,石蚵養殖產業,不只是金門重要的經濟產業,也是金門重要的美食料理;在今沙美地區復國墩遺留大量的貝塚化石,發現金門石蚵採集可追溯至距今七、八千年前,而現今以花崗岩石條式養殖為兩百多年前明萬曆年間傳入。 但石蚵除了食用之外,它的全身更都是寶! 經過實地考察、訪談,我們發現蚵殼可以運用在建築、防洪、鋪地…等方面,此外,我們更針對改善土壤酸鹼值進行研究,在土壤中加入不同時期的蚵殼,觀察酸鹼值以及植物生長情形,實驗結果如下: 一、蚵殼粉對於改善土壤酸鹼值有實際影響。 二、較細的蚵殼對於改善土壤酸鹼值影響較高。 三、放置六個月的蚵殼對於土壤酸鹼值影響較高。 四、蚵殼粉對於植物(小白菜)生長情形有顯著影響。

追星族-自製全自動追星儀

太空探索日漸發達,夜空中的亮點不再只是單純的遠方恆星,也有可能是火箭、衛星或飛機等,以肉眼遠望夜空時經常會出現將星體與上述物體混淆的情形。若要更深入觀察及追蹤那些亮點,大多依靠望遠鏡和赤道儀的輔助,其中傳統赤道儀使用方法多為手動操作,本研究希望將這些手動的部分全部改為自動的模式,使其在使用上更為方便。 為使機器達到全自動,本次研究是以Arduino平台作為核心,結合步進馬達、九軸感測器、全球衛星定位模組及相機仿造著赤道儀製作出的全自動追星儀,而程式方面則是藉由方位角以及高度角的公式推導來找出正確的物體位置並以適當的轉動速度追蹤該物體,讓使用者不再需要手動操作儀器,體驗更便利的觀測方法並擁有舒適的夜觀生活。

海馬識途—棘海馬棲枝的選擇與標示

本研究發現棘海馬(Hippocampus spinosissimus)會排放標示物以標記自己的棲枝。海馬因游泳能力弱,所以習慣棲息於固定環境。目前海洋魚類尚未被發現有類似標示行為,但觀察棘海馬發現,其會由泄殖腔孔排放一種標示物。此標示物的氣味能幫助牠們尋找自己的棲枝(卡方值: 24.183, P0.05)或相異(卡方值:0, P>0.05),棘海馬不會傾向攀附附有其他海馬標示物的棲枝。經由解剖和切片觀察,證實標示物的分泌器官為泄殖腔中的生殖腺,但與繁殖無關。

電磁砲!真的還假的?

本研究在探討電磁炮射出的鐵棒初速,研究其與電容數量、電壓大小、漆包線線圈長度、線圈密度之關係。利用電容瞬間放電之特性,漆包線在極短時間內流經電量,使線圈電流達極大。當電流通過線圈時,根據電流磁效應會產生磁場形成電磁鐵枝效果,將鐵棒吸引並射出。量測上以軟體tracker及光電閘兩種不同方法測得時間數據,分析得鐵棒射出初速。 最後得知發射速度因為漆包線線徑安全電流上限影響,有很大的限制。因此討論線圈線徑將可能因達到電流上限無法順利發射。發射速度大致上與電壓大小、線圈密度、電容數量有正相關。改變電容數量與電壓最顯著,改變線圈密度將有可能因纏繞半徑太大而有終端速度產生。

精彩.好驚『彩』! ---有趣的彩葉草澱粉反應研究

國中教材常拿色彩繽紛的彩葉草舉例說明葉子非綠色部位不含葉綠素,故光合作用實驗無法測得澱粉。然而我們卻有不同的發現! 我們利用四種常見彩葉草①②③④進行澱粉反應實驗。發現②③中央非綠色部位無澱粉反應,①④全葉都有澱粉反應。在光合色素濾紙層析及光譜吸收實驗,②③和①④也有明顯差異。 另外,將彩葉草葉片不同顏色部位利用鋁箔紙遮光不同時間也發現了有趣的澱粉反應現象。①④中央非綠色部位或外側綠色部位遮光後,均無澱粉反應;①遮中段和遮全葉時,全葉澱粉有交替出現的規律現象;④遮光中段時,全葉有澱粉反應,而遮光全葉時,卻只剩外側有澱粉反應。②③不受遮光部位和時間影響,外側均有澱粉反應,但遮全葉時,卻明顯減少。

Q彈黏牙的小米麻糬

原住民的小米麻糬好吃的關鍵在於它的Q彈(延展性)和黏牙(黏性)。本研究主要探討:小米麻糬搗的次數、蒸煮時間和和研展性、黏性的關係。其次是自製測試黏性的機械。 實驗過程我們以固定高度的水管、相同重量的寶特瓶,利用重力加速度的原理模仿耆老搗麻糬,掌握固定的搗麻糬力道。再用相同重量(10公克)麻糬在手心拉開,觀察其延展性。測黏性的機械是利用馬達轉動繩子拉起釘子,測量釘子被拔起來的時間來測試黏性。以相同的方法,實驗蒸煮的時間會不會影響其延展性和黏性。 研究結果:搗小米麻糬200下時黏性最好,300下時延展性最好。煮小米的時間20分鐘時麻糬的延展性和黏性都最好。研究建議下次在製作測量機械時,應該要排除所有人為因素。

"藍"住陽光,"晒"出幸福 - 藍晒關鍵揭迷

藍晒圖是檸檬酸鐵銨和赤血鹽混合後化學反應,以陽光中的紫外線照射水洗後而成的美麗圖案。好的藍晒圖需要有三個要件:(1)適當比例的檸檬酸鐵銨與赤血鹽混合【2】(2)充分的陽光(應該說是紫外光)(3)合宜的沖洗液。選擇適量比例的感光液,藍晒後才是最漂亮的普魯士藍。藍晒圖沖洗過程,紙張的選擇也很重要,素描紙是最佳的選擇。光線選擇以自然界充足的太陽光為最佳的選擇,沖洗液的選擇選用中性或是弱酸性,水龍頭的水就是最好的沖洗液。鹼性沖洗液是無法得到美麗的藍色的圖案的。經過這個實驗,我們無意間發現偏光片兩片成90度可以完全阻止光線通過的特性,用藍晒法檢測市售防晒乳液、抗UV雨傘有很棒的功效。

透明葉窗型多肉植物繁殖與錦斑研究

本研究以多肉植物百合科-萬象(Haworthia maughanii)為實驗植株,以生長激素(Auxins & Cytokinins)配比、花梗(inflorescences node)與不定根等組培技術,建立植株的再生系統,再運用組織培養技術( tissue culture)添加植物激素(Plant hormone)照射紫外線(Ultraviolet),提升植物變異藉以增加錦斑(Variegatus)的機率。研究結果顯示,不定根組培方式、生長激素他配紫外線照射,其誘發的錦斑效果皆優。

冰「鹽」逆險記~探討冰花在鹽逆境下生長及改善土壤鹽化可行性

「冰花」擁有令人驚訝的耐鹽能力,為了解鹽逆境下的生長,我們種植冰花並從種子開始記錄。水耕冰花在2%的鹽水中仍有80%以上發芽與存活率;0.5%及1%的鹽逆境下,冰花生長的速度較快,滲透實驗顯示,此濃度間為葉肉的等張溶液。經觀察發現,冰花葉上佈滿明顯的「囊狀」細胞,為儲鹽主要部位,水耕鹽度較高組別,其囊狀細胞內鹽度也會較高。囊狀細胞內的鹽度,葉柄(最大)至葉面有逐漸變小的趨勢。冰花在0.5%鹽度的水耕環境30天後,再移植至高鹽(5%)水耕或土耕環境,會有最佳的適應與生長。冰花有水中降低總氨的能力,具開發成「海水版」魚菜共生的潛力。冰花可使土壤電導度大幅度下降,顯示具有吸附土壤中無機鹽類的能力,具有改善土壤鹽化的可能性。

論平行電板間肥皂泡之變形現象

觀察肥皂泡置於平行電板中時產生變形,本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現肥皂泡在電場下的形狀是橢球的一部份;肥皂泡在施加電場前後的高度比與寬度比是兩電極板間電壓的二次曲線,且離心率與電壓成正比關係。透過觀察肥皂膜的光學性質、分析皂膜受力以推測其電學特性,確定系統之電荷與電位分布,進而提出理論模型計算系統能量,解釋平行電板間肥皂泡之變形現象。