第45屆--民國94年

探討在非理想狀態下影響1.牛頓擺碰撞之能量傳遞與2.單擺週期的因素。在牛頓擺實驗中，拉起一側的鋼珠，當釋放時，鋼珠(擺錘)將重力位能轉換成動能，並經由與其他鋼珠的碰撞而將能量逐步傳向另一側，使得另一側的鋼珠因能量增加而擺動，且撞擊顆數洽與談起顆數相同，然後鋼珠又延反方向撞回，如此反覆傳遞能量，史牛頓擺持續的擺動。但因能量不完全傳遞，以及鋼珠彼此間的摩擦、空氣阻力的影響等因素，使兩側的鋼珠擺動振福因能量減少而逐漸變小。在此討論撞擊與被撞顆數(擺錘)、擺錘質量、擺錘能量、擺錘種類、擺長，對其碰撞(能量傳遞)次數的影響。在單擺實驗中，單擺每次擺動皆因擺錘與空氣阻力的摩擦而消耗能量，使擺動的振幅與高度會漸漸減少。在此討論擺長、擺角(小於5°)、擺錘大小、擺錘種類及空氣震動的激烈程度對週期的影響。

常常在牆壁或天花板上看見壁虎四肢緊緊吸附著，可抵抗地心引力而不摔下，就如同電影情節蜘蛛人攀岩走壁一般敏捷。本學期自然課恰巧學習到神經系統以及一部分爬蟲類的特性，讓我們對壁虎吸附力與四肢的關係產生興趣；另外壁虎會斷尾求生，我們對尾巴再生能力以及中樞脊髓受損尾巴和後肢是否再生也非常好奇。於是，我們便開始著手收集資料並歸納、實驗，展開與壁虎做第一類接觸。

本實驗探討蘋果、香蕉、電石等材料對綠豆芽生長之影響，結果顯示蘋果、香蕉、電石等材料的乙烯或乙炔量能改變綠豆芽莖細胞的生長方向，促進莖徑肥大，莖徑明顯比對照組粗，而酒精處理效果不佳且有異味。完整或受傷的蘋果果實，不論間隔處理或採收前處理對莖徑的促進效果相似，但間隔處理較採收前處理能控制綠豆芽生長情形，但隨著氣溫升高，綠豆芽生長快速，因此1~3 月宜採間隔處理，而4 月後宜採持續處理，促使莖徑肥大更顯著。蘋果皮所產生的乙烯，比完整果實或受傷果實更能促進油綠種綠豆芽莖部肥大，每35g 綠豆使用100~80g 的果皮處理對綠豆芽莖徑的促進效果良好，使栽培的綠豆芽莖徑接近化學藥劑處理的綠豆芽商品品質。

本研究旨在探討地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯的方法，其次分析地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別，並以地震體驗裝置探討「單一固定方向地震」與「水平垂直方向同時作用之地震」之震動大小有何不同。本裝置能防止地震造成的火災，減輕地震災害以降低人員的傷亡與財物的損失，再地震發生時能自動處理一些用戶無法完成的安全動作，增加地震時逃生的機會。本研究藉由台中縣消防局之地震體驗車，進行了各項地震實驗，包括各震度之地震跳電實驗、固定方向與水平垂直方向同時作用之地震實驗以及地震感測器不同安裝位置實驗等，以驗證本安全裝置能依用戶之不同需求，自行設定地震跳電級數，在發生有感地震且達到設定震度時自動啟動安全裝置。本研究經由實驗及統計分析的結果，獲得下列結論：一、採用無熔絲開關(附跳脫線圈及警報接點)、自製地震感測裝置以及瓦斯專用電磁閥等，即可達到地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯。二、地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別，在於安裝在櫃子上會有較大的震動，因此地震感測器建議安裝在牆壁上，已達到正確偵測地震震度之目的。三、經地震體驗裝置實驗得知，「水平垂直同時作用之地震」與「單一固定方向地震」之震動程度相近，因此同級地震搖晃一個方向和搖晃兩個方向的地震相比較，在共同方向的震動大小並無不同。四、地震時啟動逃生裝置之方法，是利用地震感測器去觸發無熔絲開關之警報接點，即可啟動逃生安全裝置，接著系統就會自動關電、關瓦斯、開啟緊急照明以及啟動緊急疏散的語音廣播等。

炎炎夏日，防曬聖品又紛紛出籠了。但是，這些產品是否具有隔絕紫外線的能力，而可以達到遮陽防曬的效果呢？本實驗即針對此一主題進行深入探討。 我們的研究大致分為二部分：（1）以問卷調查方式了解台灣女性對防曬的需求情形（2）以E.coli存活率來表現不同防曬方法的效果。 在實驗部分，我們採用原核生物界的生物—E.coli（大腸桿菌）作為實驗的對象，它具有簡單、方便操作的優點，且此物種的細胞較不複雜，方便我們在實驗操作進行時能夠控制週遭環境以及各種變因的調適。 實驗結果我們發現：物理性防曬法普遍較化學性防曬法更有效果；而在市售具有PA值的化學性防曬產品中，其抵擋UVA的功效也有許多差異。另外，我們也測試了珍珠粉、蜜粉與奈米級TiO2對UVA的遮蔽功效。而由於照射到地表的紫外線以UVA為主，故我們的實驗皆針對UVA作探討，未針對UVB做研究。

當人體缺乏乳糖?時，未被分解的乳糖在小腸中產生吸水作用，於是發生水瀉的情形；到了大腸更會被細菌分解、發酵，產生大量的乳酸、二氧化碳及氫氣，使人腹脹、放屁，還會使腸道蠕動過快，誘發痙攣腹痛以及腹鳴，稱之為「乳糖不耐症」。乳糖?會將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖。我們利用尿糖試紙測量葡萄糖的含量，以進一步瞭解乳糖?分解不同乳品中乳糖之情況以及模擬消化系統中不同酸鹼質環境，觀察乳糖?的作用是否受到影響。結果發現不同乳品在添加乳糖?後，葡萄糖含量隨時間而增加，而乳糖?在模擬胃中酸鹼值為2 之牛乳中完全失去活性，無法分解乳糖。

在高中數學第三冊中我們剛了解圓與球的性質，再加上國中常接觸到許多正多邊形其內切圓及外接圓的問題。這令我們聯想到：是否所有多面體都有內切球與外接球？若有，它們間的關係又是什麼？恰巧，化學老師在課堂上提到了由六十個碳原子構成的C-60 模型，而我們發現，以數學的角度來看，“C-60 ” 是由數個正五邊形與正六邊形所構成的立體圖形。在我們與數學老師討論後得知這種由十二個正五邊形與二十個正六邊形所構成的立體圖形就是所謂的”巴克球”，且從數學刊物上看到”巴克球為最接近球體的多面體”。這引發了我們的興趣，因此我們決定就這方面的問題展開討論。

酵母菌分為麵包酵母和酒麴酵母，大致呈橢圓形單細胞的形態，有一點點異味。酵母菌發酵時需要有糖，但是糖的濃度增高，發酵速率不一定增高。不過酵母菌濃度愈高，發酵就會愈快。酵母菌發酵時最喜歡在新鮮的環境中，所以蔬果汁愈新鮮，發酵的速率就愈快，另外，用來發酵的蔬果汁如果煮過了，就會破壞促進酵母菌發酵的物質，發酵的狀況就比新鮮時還差。如果把酵母菌放在酸性、鹼性及含鹽的溶液中，是不適合酵母菌生長的，但是放在沙拉油裡面，卻不會抑制酵母菌的發酵。而有酵母菌的地方，黴菌是不容易生長的。

昆蟲通常是環境最好的偵測器，今年3 月22 日上午9:30 在雲林林內約有60 萬隻紫斑蝶從觸口飛越過中山二高，歷時4 小時後才慢慢消失在八卦山區。這個享譽國際的紫斑蝶遷移群對我們來說是代表檢驗台灣環境健康的一個正面指標。一年來，我們飼養了大白斑蝶、紅珠鳳蝶、大鳳蝶、黑鳳碟、玉帶鳳蝶，觀察其生活史，並改良拍攝方法，利用數位攝影將蝴蝶各時期的微妙演化拍攝下來做成完整紀錄，包含了幼蟲孵化出來吃第一頓餐、幼蟲結絲墊準備結蛹、來回吐絲約15 次才完成絲帶的固著、然後脫殼成蛹、羽化成蝶等過程。更發現帶蛹似乎都會近似某種特定角度在樹枝上結蛹，而查閱文獻都沒有相關的研究。從自然界的觀察與測量發現多數帶蛹的蛹身與絲帶夾角均為90°、蛹身頭部常與地面平行的機率頗高，而且蝶蛹與樹枝的夾角大多介於20°~40°。於是自行設計測量器材進一步驗證：當蝶蛹與樹枝夾角為30°、蛹身與絲帶夾角為90°時絲帶的張力最小，和野外統計的結果不謀而合，而蝶蛹巧妙地運用此一原理來度過12 天至4 月不等的蛹期。我們再以物理方法尋找帶蛹的重心位置約在中央部位，絲帶張力約為蛹身重量的80%。不禁令人讚嘆大自然的奧妙！

以(1)不同光週期(正常光週期6~18 小時，延後6、12、18 小時) (2)不同色光(紅、藍、綠) (3)連續日夜顛倒1~3 天的光週期 (4)同株酢醬草不同葉片之間給於不同光週期 (5)不同時長的連續黑暗或光照來處理黃花酢醬草，觀察酢醬草葉片的睡眠運動是否會受到影響或者會互相影響。我們發現生理時鐘扮演了一個重要的角色，而光線則會干擾生理時鐘的運作，野外黃花酢醬草的生理時鐘已與自然的光週期相配合，若我們改變光週期對生理時鐘的規律會有某種程度的干擾，而影響到睡眠運動。另外在日夜顛倒的光週期，若單獨給於藍或綠光的處理對黃花酢醬草睡眠運動的影響比紅光來的明顯。連續日夜顛倒處理後，酢醬草的睡眠運動被瓦解，無明顯的規律性。同株但不同的葉片給於不同光週期處理，彼此並不會互相影響。連續黑暗(或光照)越長，則葉片受光線(或黑暗)誘導開啟(或閉合)的速度越快。