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第45屆--民國94年

自然黑鑽-生物性炭材神奇妙用之探索

本研究探討並比較市面上不同生物性炭材對於調節環境溼度、釋出礦物質離子、影響水溶液的酸鹼值及吸附重金屬離子的能力與差異性。所選取的試驗炭材包含竹炭、備長木炭和稻殼燻炭共五種生物性炭材。研究結果顯示各生物性炭材均具有調節溼度、釋出離子、鹼化飲用水以及吸附重金屬的功能;但不一定如市面上種種有關報導的神奇,仍須謹慎的選擇與應用。不同來源之竹炭與木炭,在各項功能上僅有少許差異,屬於同一類型之炭材。稻殼燻炭對重金屬及其他離子的吸附能力最為卓越;選為移除重金屬?染之炭材最為適宜且經濟,具雙重環保效果。在除濕方面亦以稻殼燻炭最為實惠;然而稻殼燻炭比其他炭材釋出高量之鈉、錳離子,不適用於日常飲水及食物中。

簡單去味法第二部曲

實驗的重點在「一氧化碳的去除效果」上面,經實驗與分析數據,得到以下結論: 一、在含有CO的密閉空間中,放入2wt%的NaHCO3水溶液,CO的減少比例可達40%以上。 二、在 CO 含量較多的密閉空間中,2wt%的檸檬酸鈉水溶液去除CO 的比例可達47.41%。 三、檸檬原汁稀釋成 5wt%檸檬汁水溶液,在CO含量較多的密閉空間中去除CO的比例為 43.53%,效果較同屬酸性、濃度2wt%、5wt%及40wt%的CH3COOH水溶液好。四、在含有CO 的密閉空間中,放入酸度40 的純糯米醋,CO 的減少比例為30.29%到40.29 %間,且該溶液在去除CO 之後,pH 值的變化率僅在0.57%到0.68%間,表示溶液的持久性跟耐受度極高。 五、每年冬天,常發生「一氧化碳中毒,造成多人死傷」的意外事件,希望學生的發現:『2wt% 的NaHCO3水溶液、2wt%的檸檬酸鈉水溶液及酸度40 的純糯米醋能有效減少密閉空間中 CO的含量』,能夠減少這類意外事件的發生。

盡可能擁擠

給定一個有n 個頂點的簡單圖 G ,將頂點標號為1,2,…n;考慮任意相鄰的兩頂點標號和中最大值的最小值,稱此極值發生時的標號為圖G 的擁擠標號。在這個研究中,我們得出方格表、m× n × l 長方體、環狀圖、圓柱圖及樹圖的擁擠標號和其極值的通式,並討論相關的問題。

杯子與茶壺的對話

以自行裝設的簡易實驗器材來觀察液體流出圓口容器口時之狀態,並針對其壁流現象和液體流量、濃度及容器口之間的關係加以討論。

利用顆粒對流搖出疏密波

將大小不同的顆粒放入容器中,一般而言經過搖動後大顆粒會浮出,我們發現上寬下窄的容器經上下搖動,大顆粒則會下降。而當浮出物顆粒較大、密度較小時,浮出速率較快。將米和沙分佈在一個長條軌道上,左右搖動,會出現一節一節的分離現象,每ㄧ節中的排列則是細沙在中間,粗沙在其兩側,米粒分佈在最外層,整體像疏密波一樣,也是顆粒對流作用的結果,且依搖動的振幅不同,所產生的節數也有所不同。

互質製造機

欲找一多項式Axi+1,能使相異之n 個數,經由此多項式之運算,產生兩兩互質的數,則能夠符合上述條件之A 值的數,為此n 個數中,兩兩數之差的最小公倍數。 舉例來說,4、6、12 三個數中,兩兩數之差為2、6、8,而2、6、8 之最小公倍數為24,則找到一多項式為24xi +1。此時4、6、12 經由多項式24xi+1 運算後得到97 (1×97)、145(5×29)、289(17×17),很顯然的,97、145、289 此三個數兩兩互質。

它真的看的見--利用雷射光偵測微小位移之研究

應用光線的反射和直行特性,以簡單的實驗器材設計出偵測微小位移的實驗方法,可以把生活中許多自然現象的微小變化量放大,方便我們用眼睛直接觀察。利用傳聲筒橡膠膜上的小光碟片在接收到聲波後,發生微小的振動,藉由投射在遠處屏幕上反射雷射光點的位移放大效果,產生一個聲波振動的放大圖形。反射雷射光圖案的大小、形狀會隨著聲音的音量、音調和不同的聲音迅速變化。為了深入了解利用雷射光偵測微小位移的基本原理,我們測量在不同屏幕距離下,光碟片反射鏡偏轉角度與反射雷射光點移動距離的關係。利用偵測溫度上升1℃時, 空氣受熱體積膨脹的微小變化量,以驗證我們的實驗方法。最後,應用於人體脈搏跳動的測量,將脈搏跳動的大小用比較科學的數據表示。以後中醫師就不用把脈了,改用〝看脈〞的比較好!

狩蛛待物

本研究在天然環境及人為環境中分別以採集、觀察、飼養、實驗等方式實際去接近、探究蜘蛛,並在為期長達約半年的詳細觀察紀錄、歸納下,得到以下結論:一、徘迴性蜘蛛和結網性蜘蛛二者在身體構造及生活環境上有明顯不同,但在雌雄分辨、生育及卵囊孵化過程上差異不大。二、藉由定期、定時、定量、定類的餵食過程中詳細紀錄,比較出徘徊性和結網性蜘蛛因為生活環境及視覺、嗅覺、觸覺上的差異,而有不同的食性;令其對於獵物的體型大小、捕食方式、活、死體及種類上也有不同的偏好性。三、再天然環境下結網性蜘蛛具有一定的結網形式及順序,並可依此推論出其當時的生理狀態。四、在人為環境飼養下的結網性蜘蛛,通常有著溼度高時收網,濕度低時結網的特性。五、在自然環境下結平面圓網的蜘蛛,捕獵時會停留的形式,多為頭胸部朝下而俯在網心偏上方處;依據實驗結果證明:這即是以相同時間能到達圓網各部位撲捉獵物的最佳地點。

窺視星際的小眼睛-固定天域攝星系統

從古至今,天文知識大多都是透過肉眼觀測,但畢竟肉眼所見的範圍有限,可視星等不高,直到天文望遠鏡的發明,將人們的視野拉的更遠的星體,然而對於較暗的天體或較暗的星體還是有觀測的極限,另一方面也無法詳實的紀錄。直到發明了攝影技術,人們才有機會把一些天上肉眼難以分辨或看不見的天體拍攝紀錄下來。當攝影科技進入到CCD 的時代,拍攝一張天文照片已經不需要再花費大量的時間和體力,就可以記錄天文的現象。主要是CCD 的感光效應比傳統底片來的好,感光的時間也不需要太長就可以有相同的影像呈現,且可以直接以電子檔來儲存和分享,這些都是傳統底片所比不上的。然而天文攝影用的CCD 攝影機十分的昂貴,往往動輒數萬塊。所以我們嘗試的使用Webcam 的CCD 來改裝成可以用來拍攝天文照片的攝影機,驚覺效果可以媲美天文用的CCD 攝影機,而且價格低廉,只需自行改裝,不需要花大錢也可以做出一台屬於自己的Webcam CCD 天文攝影機。本系統主要的目的是修改Webcam使其能夠進行長時間曝光的功用,並套用於短焦的相機鏡頭做攝影機,利用網際網路遠距控制赤道儀上調整赤經、赤緯座標,將攝影機定在固定的天域位置來進行拍攝。藉由拍攝的天體或星體照片,供做後續的研究及分析,主要可應用於小行星、彗星及暗星體的觀測、發現及研究,甚至模擬超新星的發現。

〝絲〞路之旅–––環境因子對蜘蛛絲張力之影響及胺基酸組成分析

蜘蛛絲為蜘蛛用來捕食的利器,因此蜘蛛絲所具有許多特殊的性質。不同種的蜘蛛利用蜘蛛絲來捕食的方式也不同。本研究利用最常見的水分及溫度這兩種環境因子,來測試若蜘蛛絲在野外中經歷下雨或溫度的改變,是否會對其張力產生改變而影響其捕食。結果顯示水分對結圓網人面蜘蛛蜘蛛絲張力有很大的影響,而對於結立體網的泉字雲斑蜘雖然也很大,但似乎比人面蜘蛛小了一些,而溫度則對於兩種蜘蛛皆沒有影響。例外利用reverse-phase HPLC得到人面蜘蛛之胺基酸組成,其中成分最多的分別為甘胺酸(Glycine),丙胺酸(Alanine),麩胺酸(Glutamine),脯胺酸(Proline)及絲胺酸(Serine),這五種胺基酸就佔了85%,這些胺基酸可能使得絲具有特殊的結構而反應在蜘蛛絲的張力上。