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高中組

醋鹽Cu(NH3)4SO4H2O製作方法之探討

在化學實驗第三冊實驗八之二,我們按照實驗手冊上的方法來製備錯鹽晶體,並觀察其晶型,而我們做出來的錯鹽卻幾乎看不出有任何結晶,只能稱之為一堆「糊狀物」經過探討是因乙醇加入速率太快,故不能得到漂亮的片狀晶體,所以用半透膜來改進這項缺點,並且對於為何加入乙醇感到奇怪,經過老師詳細探討後,知道是乙醇的介電常數( dielectric constant )比水小的緣故,我們也曾試用無水 CuSO4(s)做實驗( CuSO4(s)+ 4NH3(g)+H2O→Cu(NH3)4SO4•H2O)但因 CuSO4是固態, NH3是氣態,故很難反應,於是改用CuSO4 · 5H2O及氨水來做實驗( CuSO4•5H2O + 4NH3(aq)→ Cu(NH3)4SO4.H2O+ 4H2O )結果反應可以進行。

誰是大媒婆! ?

長葉茅膏菜是台灣的一種珍貴且稀有的食蟲植物,現在由於環境變遷及人為的開發,數量漸漸減少中。目前新竹縣竹北市蓮花寺附近的棲息地,於86年底也僅存約 50 裸,在荒野保護協會的復育計畫中,至今年數量已有些許的增加,但對於長葉茅膏菜有很多的生理及生長所需的環境情形,卻尚無完整的調察及記錄資料,目前也不清楚長葉茅膏菜的傳粉方式,是風媒、蟲媒還是自花授粉?實地斟察生長地的情形,看到長葉茅膏菜的生長谷地野草遍布,茅膏菜常發芽於草較稀之處,而且在陽光較強的日子,前往觀察,可見到長葉茅膏菜的花開得大且花瓣也打開得很平展,且它的雌蕊的柱頭構造也很特別,會囚為外在環境的不同而有不同的彎曲度。於是泛起一個念頭 『 陽光大小與食蟲植物長葉茅膏菜的生長有何關係 』 、 『 陽光大小與食蟲植物長葉茅膏菜的萌芽有何關係 』 、 『 陽光大小與食蟲植物長葉茅膏菜的授粉有何關係 』 、 『 陽光大小與食蟲植物長葉茅膏菜的捕蟲有何關係 』 光線似乎是影響長葉茅膏菜生長的很大因素,因上我們想了解在陽光充足情況下生長的植株,與被雜草遮掩住的植株,他們生長情形的差異。

拱橋

某日我看到學校旁邊的高架橋之時,忽然想起了中國古代的拱橋,想到古代的科技並不是很好,而其所能承載的重量卻也不見得比現在的橋差,所以我開始想到一橋的型狀是否會影響到它所能支撐的最大力量?如果不會的話,那中國的老祖先又為何要把橋做成彎曲的型狀呢?那如果會的話,它的曲率半徑和它所能支撐的最大力量之間又有什麼樣關係呢?所以我開始進行這個實驗。

電腦處理函數圖形及其研究

在上數學課時,常常被一些複雜的函數圖形與圓錐曲線的處理搞得暈頭轉向。因此我們便想到利用電腦來處理這些函數圖形,以節省一些浪費的時間,並增加了解。

烏龍茶湯抗氧化、抗齲齒菌與抗輻射能力

在國內是極為常見的飲品,種類不勝枚舉,過去許多研究報告亦指出茶對人體的健康有多種益處。本研究欲將凍頂烏龍之茶葉做熱泡原葉、熱泡粉碎、冷泡原葉、冷泡粉碎四種不同處理以探討不同沖泡方式對其沖泡出來之茶湯的影響。實驗結果證實:在熱泡及粉碎茶葉的條件下,茶湯溶出的物質較多,進而影響茶湯的諸多物理及化學性質;其中熱泡茶能有效的清除DPPH自由基,具有比冷泡茶更好的抗氧化能力,且能抑制齲齒菌的生長,證明其對健康確實有益;以四種茶湯澆灌受到輻射處理的綠豆可修復輻射傷害,但冷泡原葉茶持續的較短,而使用冷泡茶浸種綠豆可有效預防輻射傷害;但在正常無輻射的條件下,四種烏龍茶湯皆會抑制綠豆的生長,因此不宜用來澆灌植物。

我要彈得又高又遠—蕨類孢子傳播機制之探討

我們針對孢子囊開啟及環帶形狀的改變探討孢子囊構造與孢子傳播機制。結果顯示孢子囊上唇細胞與環帶的設計是傳播機制的關鍵構造。唇細胞是啟動孢子彈射的指揮。成熟度已足夠,唇細胞也可等待時機,直到含水量降低才釋放孢子。具備環帶且附加唇細胞開關的孢子囊是優秀的投石機裝置,當唇細胞開啟,不僅讓環帶蓄積因膨壓改變所造成的彈性張力,也啟動精巧的環帶通道閘門。此時孢子就像上了威力滿載的投石機,在環帶協助下被彈射得又高又遠。沒有環帶構造的孢子囊沒有彈射的機制;僅有環帶沒有唇細胞的孢子囊不具環帶通道,無法將環帶的拋射動作做最大的發揮,拋射孢子效果居次。位於環帶內能加強彈射效果的環帶通道是第一次被提出,值得進一步探討。

壓力與水共舞

利用喝完的汽水瓶及打氣筒等簡單儀器,取代用水銀做波以耳定律實驗的方式來測量氣壓的大小。液體因氣壓及液壓的推動使水噴出,由所學的水平拋射推得液體噴出速度,修正空氣阻力等因素後,以白努利方程式可以測量封閉式汽水瓶容器內部的氣體壓力。而我們依此種方式測得1大氣壓力約為9.2×104~1.25×105N/㎡,誤差約3.7%~23.4%,同時也証明真實氣體並非遵守波以耳定律。

光鮮外表下的神秘面紗-探討草莓果實生長及其生殖

草莓是一種奇特的植物,與一般人所認知的「果實由子房發育」有所不同,實為花托膨大而來,即聚合果,然而佈滿果實外表上的點點為瘦果。本作品主要針對草苺果實的生長及生殖做主軸,進而延伸出許多實驗來逐一驗證我們所發現、疑惑的!除了最基本的觀察,草莓果實由授粉後至果實成熟其外觀的變化外,並結合生物切片技術,來了解內部花托膨大、維管束與澱粉分布的情形;瘦果生長階段的內部構造,比較幼年瘦果與成熟瘦果的異同。創新的是結合化學與物理,以影響種子萌發之因素來設計:將浸泡過熱水、不同濃度的酸鹼溶液及經過低溫處理的瘦果來做培養,利用匍匐莖無性生殖之外的方式,培育下一代!

層經滄海難為水—沉積層的研究

本實驗旨在觀察沉積顆粒在不同流速及不同坡度環境中的沉積分層情形。首先,我們利用篩選機篩定出粒徑在特定範圍內的砂子當作沉積顆粒,接著建立沉降實驗的基模,並選用不同顏色的砂子,分批搬運沉積在沉積槽中做出明顯的分層,實驗過程中改變搬運力及坡度觀察其對分層的影響。我們初步觀察到基本的粒級層,更進一步發現到層序不一定按照砂子倒入河道的先後順序排列,即先供應的砂子沉降後,會因為搬運力的改變而再度被搬運至上層,覆蓋住後供應的一批砂。

凸多邊形周長的分割與包絡

首先探討如何用尺規作圖將過三角形周長上的任一點之周長平分線畫出,並將作圖方法套用在幾何軟體上,進而利用幾何軟體「顯示軌跡」的功能觀察其包絡線。藉由觀察猜想某些性質,接著利用嚴謹的數學方法加以證明。再將三角形平分周長線的研究結果延伸至凸多邊形周長平分線的探討。最後延伸至凸多邊形以1:k的比例分割周長線,並且找出直接利用幾何軟體會出包絡線的方法。