高中組

本實驗乃針對探討導電液的導電性或電阻值是否適用，課本所提的歐姆定律延伸式Ｉ＝ V/R＝VA/ρL 而量身設計的，是故利用吸管為容器填裝食鹽水(導電液)以方便控制長度 Ｌ 及截面積 Ａ。 為完整的探討影響導電液的各項因素，實驗中設計以食鹽水溶液裝入各種粗細長條形吸管製作導電液柱、U型管及圓盤容器，探討不同的食鹽水濃度、溫度、液柱長度粗細、通電時間、電極物質、兩正負電極距離等因素，對通電時電流值的影響。 由本實驗可知條型容器（截面積固定不變）的導電液，和金屬導體一樣，可滿足歐姆定律：「通電電流與導體截面積Ａ成正比而與正負兩電極距離Ｌ成反比」。 以濃度M=20.0%、溫度T=16.0℃為例 I(mA)=106.3*V/L=106.3*AV/π1.22L=23.5V(V)A(cm2)/L(cm) 為進一步明確找尋其他形狀導電液柱的Ｌ與Ａ，我們首先探討圓盤容器中食鹽水溶液中的各點電壓分布情形，甚而想了解溶液中離子的移動軌跡或密度分布。在本實驗已對圓盤中的各點相對電壓及離子分布密度有初步的認識。

團藻(Volvox)，又稱大團藻，是一種由上面，至上千個細胞組成的綠藻。它的體制介於多細胞生物和單細胞群體之間，所以我們可以稱團藻是一個「群體」(colony)，也可以稱一隻團藻是一個「個體」(organism)。台灣在彌陀以及中南部養殖場都曾經有發現之紀錄。\r 團藻細胞雖然分布呈中空球體，但細胞已有分化的現象，它擁有形態類似衣藻的「體細胞」(sometic cells)，和體積較大、無鞭毛的「無性生殖細胞」(gonidia)[1]。先前的研究學者根據觀察，粗略地將團藻體細胞的差異現象區分為：眼點較大的體細胞，分布於團藻運動時的前端；反之，靠近後端的眼點則較小，這種現象稱為「極性」(polarity)[2]，極性形成的過程稱為「極化」(polarization)。\r 眼點是藻類運動的重要依據之一，藻類眼點的成份包括了胡蘿蔔素(carotene)及其他種類的脂質，其中胡蘿蔔素是由葉綠體合成再後運到眼點中。眼點含脂質的多少與細胞內狀態有密切的關係，目前我們已經知道：在一些藻類衰老的細胞當中，眼點的體積會逐漸減小。[3]但是有關團藻眼點的大小問題，目前尚未有相關的研究。\r 我們推測，因為團藻是一種趨光性的綠藻[4]，所以其運動情形的「極化」可能也與眼點的「極化」有密切的關係。本次實驗利用共軛焦點顯微鏡(confocal microscope)，對於團藻標本中各個體細胞的眼點大小做出定量的測量，並運用數學模型和統計學，來分析不同位置體細胞的眼點是否有顯著的大小差異，以了解團藻個體中眼點極化的情形。\r 團藻被許多發育生物學家視為一種有趣的模式生物，探討並證明其極化的現象，也算是讓我們對它的發育過程有進一步的認識。

本研究針對經篩選後之五種中藥：金銀花、苦參根、貝母、蛇床子、雞冠花對於存在生活週遭黴菌的抑制效果進行定量探討。 本實驗顯示蛇床子對根黴屬麵包黴黴菌抑制率可達71％，對枝孢屬空氣及廁所黴菌的抑制效果近乎100％，除了本身成本較低，且有效濃度也較低，故成本為五種中藥最低，作為抑菌劑最具經濟效益。貝母明顯於稀釋倍數較高時，抑菌效果反而較佳。透過拍照比對發現中藥萃取液對於黴菌的抑制效果與滲透壓及孢子萎縮程度有關。 蛇床子及金銀花對於根黴屬的麵包黴菌及枝孢屬的空氣及廁所黴菌都有可與市面上去黴產品相比擬的抑制效果且成本較市面上去黴產品低，且透過定量實驗證實出符合天然、低成本、不傷手、無污染、抑制效果佳等優點的中藥萃取液，未來可廣泛應用於環境及飼料去黴方面。

我們透過1970~2010年西北太平洋颱風的資料分析，探討聖嬰現象與颱風生成、路徑、強度和消亡的關係。我們發現，聖嬰現象發生時颱風較晚生成，颱風季較短，且生成後路徑偏北，東北亞國家受到颱風侵襲機率增加，反聖嬰時期颱風則較易侵襲東南亞。在夏季，臺灣於正常期比較容易受到颱風的侵襲，而反聖嬰現象發生時，秋颱侵台的機率增加，臺灣須嚴防秋颱的威脅。雖然聖嬰期颱風生成月份較晚，但生成位置遠離陸地，使平均壽命較長，颱風強度也易增強。統計結果也顯示，颱風的消亡與聖嬰現象無明顯關聯性。

由於假酒害人的事件頻傳，如何檢測出酒類中是否含有甲醇，避免人們誤食造成意外的傷害就顯得格外的重要。由於現行檢測法過於複雜，所以我們就嘗試使用氣壓改變量來檢測假酒。根據既有之理論，甲醇和乙醇在氧化反應後可變成甲酸和乙酸，而甲酸可進一步氧化為二氧化碳，利用這種特性，可以由氣壓變化反推甲醇的存在。為減少環境背景因素所導致的影響，我們利用靜置待其平衡加以校正。接著以不同濃度的甲醇水溶液做其氧化的實驗，觀察其氣壓與濃度的數值變化之標準檢量線，發現其結果為一線性關係。最後使用市售的米酒與甲醇配成不同濃度比例的假酒，來模擬真實樣品，其結果同樣也是呈一線性關係。由此一系列的實驗之後，我們已確認利用氣壓變化來檢測假酒是可行的，而且相當具有發展的潛力。

在高中實驗課本中有[氯化鉛溶解度積]實驗，但不同課本所提供PbCl2的Ksp值有相當大差異，故本研究除了將課本中所述的三種實驗方法驗證過，另加入四種不同實驗方法，一併作比較。研究中的七種實驗方法分別為：由氯化鉛溶解量推求(溶解度法)、三種沉澱法(形成PbSO4、形成PbCO3、形成PbCrO4)、三種滴定法(莫爾法、間接柏哈法、法揚士法)，由實驗數據顯示，除了溶解度法數據有較大差異，其餘六種實驗方法所求得數據相當接近，故我們由實驗證實PbCl2在25°C下的Ksp值為5.6x10-4 本研究也對所應用七種實驗方法的優缺點作一比較，又實驗過程中，溫度的改變會影響溶度積大小，因此實驗中我們改變數種不同溫度來測量氯化鉛溶度積，將所得數據一併作比較。

「黏菌」實在是一種很奇異的生物。在詳讀中山科學大辭典第八冊植物學的「黏菌植物群」後，發現很多問題值得研究。如：(一)黏菌子實體形態到底如何？孢子又是什麼呢？什麼是細絲體？偽細絲體又是什麼？孢子萌發法如何呢？(二)原生質體構造如何呢？在顯微鏡下又是什麼樣子？原生質如何流動呢？(三)同種黏菌真的可以癒合嗎？同種但不同品種可癒合嗎？又不同種可癒合嗎？(四)平常培養黏菌時，若水加多了，原生質體生長會受阻礙。當水分散失後，會形成休眠體（sclerotium ）。如果將原生質體放在不同滲透壓的溶液中培養，其生長情況又如何呢？(五)「黏菌植物群」一文中，提到原生質體流動時之極性（ Polarity ）與 K＋離子濃度有關，而且前端濃度較大（註 l ）。那原生貿體有趨化性嗎？(六)一般教科書上，都提到原生質體平時長在背光處，等到成熟後，就爬到有光處形成子實體。那黏菌有負趨光性嗎？形成子實體真的是要爬向光照下嗎？(七)一般培養基，都是用乾葉培養基，但是卻避免使用有乳汁或有芳香氣味的樹葉。為什麼呢？有乳汁或有芳香氣味的樹葉真得對黏菌有害嗎？(八)休眠體到底是什麼呢？成因如何？又是如何形成的呢？(九)子實體如何形成？根據以上種種問題，使我產生研究的動機，展開下列各項實驗。

本研究利用雷射光、光感測計、偏振片、齒輪及馬達組裝成一個簡易、精確且可接於電腦的數位旋光度計。我們先藉由Arnao研究的ABTS/ H2O2/HRP分析系統，以不同濃度的維生素C與延遲時間畫圖作為標準曲線來測量總抗氧化活性，並比較奇異果、火龍果、聖女蕃茄、加州李四種水果，以微波、水煮及油浴三種方式測得熱處理後抗氧化活性的變化趨勢。之後，我們再利用自製旋光度計來求得水果經過熱處理後的旋光度與熱處理時間之關係。研究顯示，經熱處理後，此兩種方法有一致的趨勢，所以證明了我們成功地開發出一種可以利用旋光度來測定抗氧化的新方法。最後，我們進一步將此裝置應用於真假蜂蜜的檢驗，同時利用物質旋光度具有加成性，建立一套方法來計算蜂蜜中蔗糖、葡萄糖、果糖的含量。

偶然在 NASA 的網站上，得知在太空梭上是以燃料電池作為供應電能的裝置，和課程中曾經提到有關燃料電池的內容，有許多互通之處，因此引起我們一探究竟的動機。燃料電池的特點是直接以一般燃料如氫氣、甲醇等為原料，將原本燃料燃燒所要釋放的化學能，不經過熱能的形式，直接轉換成電能。如此來，大人的減少能量在轉換過程中的損耗，而能有極佳的能量轉換效率，同時沒有下完全燃燒所帶來的污染，乾淨又環保，符合新時代的需求。現在除了太空梭之上的應用以外，先進國家更已發展出汽車用的燃料電池，以取代傳統的內燃機。燃料電池這樣先進的供應電能裝置，實在讓人想親眼目睹，不過很可惜，課本中對燃料電池只有大略敘述和簡圖說明，缺乏實際的照片讓人一睹為快。同時又因為取材不易造價太高、體積過大不易攜帶等原因，不但在日常生活中無緣一見，連在課堂上，老師也無法拿出一個燃料電池來展示，實在令人失望。於是興起製作一個簡易的燃料電池作為展示模型的想法，以說明其構造原理及功能，增加大家對燃料電池的認識。

對於雙子葉植物的節點部位，並沒有人能夠提出完整的研究結果，而我們對於節點部位維管束的排列方式以及腋芽的生長方式和機制都不甚了解，所以針對這個問題做了一些實驗觀察。我們利用徒手切片的實驗技巧以及讓植物吸取墨水的方式慢慢了解並建構出雙子葉植物在節點部位的整套生長模式。我們發現雙子葉植物(地瓜葉)在成熟的節點部位(葉柄與側支都已生長完全的情形下)，側支的維管束已經分化完成，導管的細胞已由活細胞變為死細胞，進而有輸送水分的作用而其節點部位維管束便可一體連成，運輸水分和養分。但是在側芽和頂芽的部分，維管束還未分化完整，導管和假導管也還未由活細胞變為死細胞，所以無法藉此輸送水分，而雙子葉植物衍生出另一種取代方式，藉由細胞間的空隙運輸水分至側芽及頂芽，使其側芽、頂芽能夠正常生長發育。