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第43屆--民國92年

香蕉成熟時……

自從偶然廳長輩說,將未成熟的香蕉放入米缸可催熟香蕉後,引起我們對這個主題的興趣。只是將香蕉放入米缸就能使香蕉後熟嗎?於是我們決定先從溫度、溼度和光線等變因,著手進行實驗找出香蕉催熟最佳條件。經過一連串實驗後,發現溼度越高,香蕉成熟越快;光線的光及熱接會使香蕉快速成熟,但過度照射會使其甜度下滑;而點燃線香所產生的煙霧成分會使香蕉快熟。所以得知一個完善又合乎經濟效益的香蕉催熟環境,應在密閉空間中,置入點燃線香、濕棉花並照光。另外,為了更加深入研究,我們另外紀錄了香蕉的甜度和其果肉細胞中澱粉粒的關係,發現澱粉粒數目越少,其甜度就越高。雖然台灣是香蕉王國,但以往我們對它的認知僅停留在一種水果。這次研究後,使我們對香蕉有更深一層的認識。

是誰惹的禍?─探討牙菌斑

本研究旨在了解牙菌斑的特性和形成背景,及其對口腔衛生所產生的影響;進而分析在日常生活中牙菌斑的生成環境及因素,以期進一步了解如何減低牙菌斑生成的方式;並透過各項的實驗操作及數據分析,探討如何有效地抑制牙斑菌生成的各種方法。最終的目的是,希望能透過對牙菌斑形成因素的了解,進而增進預防及保健牙齒的知識,培養良好的口腔保健習慣。

大頭金蠅(Chrysomyamegacephala)的視覺盲點─四種探討蒼蠅神經生理

本研究的目的,主要是在探討大頭金蠅(Chrysomyia megacephala)對外界視覺刺激的反應,及視覺涵蓋的範圍。研究中,主要是以我們自行創新研發的「繪圖推理法」、「無所遁形法」、「自動計時拍法」和「天幕電秤法」進行研究,根據實驗結果,可得知蒼蠅在自然情況之下飛行方向及角度為 27.5±2.5 度,推測在視覺上的最大範圍雄是 150±2 度、雌是 165±2 度(單眼),飛行路徑中的盲點位於後方,以及蒼蠅對刺激造成反應的臨界速率,和蒼蠅對不同角度光線刺激造成的影響。整體實驗的重點,就在於能使用簡易儀器偵測大頭金蠅(Chrysomyamegacephala)的神經生理現象,期能對此一領域,提供新的知識與看法。

如履薄冰風火輪

腳踏車、摩托車、汽車,都是現代人不可或缺的交通工具。透過對車速、坡度、路面、車重的各種實驗,以及輪胎紋路對摩擦力的影響,我們知道下雨天輪胎與地面的摩擦力會減少,而當溫度升高時,瀝青及胎面熔化,車輛有如在薄薄液體上行走,更潛藏著危機。最有效的安全緊急煞車方法,並不是完全踩住煞車,讓車輪煞住,而是稍微放鬆煞車,讓車輪能適度旋轉,以免打滑。

一網情深─網住基隆情人湖人面蜘蛛的一生

本研究首先藉由長期飼養觀察,認識人面蜘蛛的外部型態,其次認識到蛛絲、網及輔助網的結構,結網過程,另外體色及背部黃條紋的變化、蛻皮過程、生活史及野外各月生長變化,均詳細觀察予以紀錄暨綜合整理。用以後續研究的基礎,並強化對蜘蛛的一般認識。其次本研究對於蜘蛛的各種感覺器官比較結果,人面蜘蛛的觸覺(即腳勾感知振動能力)最強,聽力不甚靈敏另外簡單的機械振動觸網,能引起人面蜘蛛的捕獵行為,對於不同振幅的振動,會有不同的反應,尤以振幅太大會驚嚇蜘蛛;不同頻率的機械式振動,發現1赫的振動,引不起蜘蛛的興趣,隨著頻率加高,蜘蛛反應有越來越強的趨勢。本實驗以鏡面放大原理,分析各種振源在網上的波形,發現蜘蛛最喜歡急促連續多脈衝高振幅的振動,最怕的是單一脈衝高振幅的振動,至於無固定振幅和頻率的擾動,引不起蜘蛛的獵捕興趣或避逃反應。

自動化中控安全系統

(一)突破汽車傳統中控控制方式。(二)不用鑰匙、遙控器,輕鬆的伸手開門、自動關門。(三)不需特別刻意設定防盜,自動化進入防盜系統。(四)感應式中控系統結合防盜鎖定控制與開車基本操作,完成自動化中控安全系統。(五)補救原廠防盜器防盜效果不足之缺點,為第二層安全防盜系統。(六)晶片可裝在戒子或手錶或類似的東西上。

做不完的彈簧實驗-縱波性質的研究

本實驗主要在研究彈簧縱波若干性質。首先在測量波速時發現同彈簧不論伸長量為何,其傳遞縱波的時間皆同。以橫波波速公式為基礎,配合虎克定律、彈力修正項導出彈簧縱波波速公式為 代入此公式求得之速度與實際測得速度相比,相對誤差約在1 %內。之後進行駐波基頻、鉛直懸掛彈簧、彈簧不同段有不同張力等研究,測量波速來驗證公式,結果仍符。其中在分析不同段有不同張力之研究,發現波傳遞到交界處有部分穿透、部分反射的現象,進行理論與測量值的比對,結果在時間上、強度上的特徵皆符。

團結力量大-舉尾蟻群體性的觀察

本研究觀察自家庭院裡柚子樹上的舉尾蟻巢及其生活型態,從舉尾蟻的「外形觀察」、「社會分工」、「生活環境」、「蟻巢的構造」、「覓食情況」、「領域行為」、「干擾防禦」及「共生行為」八個面向來進行觀察並討論,其主要結果如下:(一)舉尾蟻腳上有節,身體也有分節,舉尾蟻身體可以明顯分為「頭部」、「胸部」與「腹部」三部分,頭部有一對觸角,兩對顎與一對眼睛;胸部有三對腳;腹部佔舉尾蟻身體的最大部分,所有的消化、生殖與分泌等器官都在這裡。而許多構造如觸角、大顎、嗉囊等都對於螞蟻的群體性社會分工有相當多助益。(二)舉尾蟻社會裡有蟻后、雄蟻、工蟻,各司其職,但一年半以來並未觀察到兵蟻出沒,仍要再繼續觀察。(三)舉尾蟻巢具有調節溫度的功能,天氣熱的時候,巢內溫度比巢外來得低;天氣冷的時候,巢內溫度比巢外來得高。(四)舉尾蟻巢的結構符合螞蟻分工合作的性質,裡頭有不同的小室分別負責不同的功能;蟻巢的成分主要是以草纖維、泥土、樹葉等就地取材的材料來建築。(五)對舉尾蟻最具吸引力的食物是「腐敗、多汁液的動物屍體或生的食物」。(六)螞蟻在行進時,腹部會分泌費洛蒙,後面的螞蟻就靠著此味道認路,因此舉尾蟻覓食時,以呼朋引伴的方式用觸角通知其他同伴繼續前來覓食,另外還有負責守衛的螞蟻在蟻巢表面巡邏。(七)觀察路徑 1 裡,舉尾蟻與花居單家蟻在第 70 公分處勢力相當 ; 觀察路徑 2 裡,在第(八)舉尾蟻對於外物入侵先是一陣戒備及騷動,再視外物的動向而定警戒的時間,對於特殊的化學氣味會等待氣味散掉或淡掉再行動。

改過遷善的紅衛兵─福壽螺卵的秘密

福壽螺損害台灣的農作物和生態環境,但是卻有紅色鮮豔的卵。我們想研究福壽螺卵的特性,以找出提高利用價值讓卵減少的方法。我們發現卵外面膠質的成分含有蛋白質,碳酸鈣佔卵殼很大的比重。卵的紅色色素是水溶性的,主要的是吸收綠光和部分藍光。我們將紅色色素用濾紙色層分析法純化後,認為可能是蛋白質。我們發現卵的稀釋汁液可以抑制大腸桿菌生長,造成抑制作用的成分不耐高熱。將卵的汁液放入湯圓中,煮好後顏色是橘色的。卵汁液對昆蟲和草履蟲沒有毒性。和市面上食用色素比較,卵的色素顏色耐酸鹼的能力並不差。福壽螺卵的成分有開發成為抗菌劑或紅色色素的潛力。

改良式之落水龍頭

一. 探討傳統式落水孔,並針對其缺點加以改進---屋頂之使用率不高、落水孔清理不便、導致屋頂落水孔常有泥沙淤積的情形,久了便形成阻塞的現象。二. 藉由陰井之節流沉澱及流理台水槽之篩桶容易清理之原理應用於落水孔之改良與設計。三. 藉由我們將平日所學例如:木工實習、模型製作、建築構造、建築設備、建築工程概要及水電實習等等…,應用於此次科展,並進一步將落水孔加以改良。