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高中組

雷霆萬菌-不同脈衝頻率之高壓電場抑菌能力探討

因此本研究希望能探討不同的高壓脈衝條件下,抑菌的情形並推論抑菌機制。本研究中,我們成功建置可調頻高壓脈衝產生器,將110V電壓轉換至7742V並能夠輸出直流電與10ms、20ms、30ms、40ms四種周期的直流脈衝。本研究分析菌落數並探討不同電場與脈衝抑菌效果。本研究雙因子變異數分析結果顯示,直流脈衝頻率對抑菌效果的影響大於電場強度。另外,單因子變異數分析直流電與不同頻率直流脈衝頻率抑菌效果顯示,持續給與直流電的抑菌效果遠較給與不同頻率直流脈衝效果好,藉此推論本高壓脈衝裝置的抑菌原理也許是藉由抑制細胞膜透來達成。未來期盼能藉此發展具有簡單、成本低廉、耗能小、保鮮效果好、不會留餘毒、不會造成二次污染等優點的抑菌裝置。

智慧型倉庫管理員-晶格堆積新解

在高中化學課程中提到的離子晶體,主要有「平面三角形」、「四面體」、「八面體」、「立方體」等四種、而離子晶格到底是如何堆積,國內目前所有的高中課程內容都是利用陰陽離子的半徑比與配位數的觀念來解釋。本組採用另一種思維-「空間使用率」的概念,以此概念來解釋同樣的情況,發現這樣的解釋與「配位數」說明之後所得之結果是完全相同的。經過理論的推算與實驗的驗證,本組成功地發現在大自然界中,離子晶格堆積會遵循「最大的空間使用率」來進行堆積。簡單地說,大自然在晶格堆積中所扮演著是一位相當有智慧的倉庫管理員。

泡膜兩相照

一般隨處可見的洗潔劑,主要的組成分子有脂肪酸鈉與苯磺酸鈉二大類,其分散系的性質差異,可用本研究以牙籤製成的立方框浸潤後,產生薄膜面積與濃度變化的趨勢差異予以鑑別。本研究結果,發現如下:含脂肪酸鈉的肥皂類分散系,濃度高時表面張力大,在立方框上結膜面積比濃度低的時候小。含苯磺酸鈉的界面劑分散系則恰好相反。

點滴

水滴靜止在桌面上時,不僅受到了重力、正向力、表面張力以及附著力,而其中附著力是高中課綱不曾深入探討過的,而我們也找不到和接觸面間位能有相關的理論,於是我們運用熱力學第二定律作為理論基礎,使用附著力能量型式的原創假設,並設計實驗來驗證。

礦物繞射的花紋世界

一、點光源照射雙狹縫,光產生擴散現象,形成明暗相間的干涉條紋,此為狹縫的繞射原理。二、礦物晶體是由多面晶格堆積而成,其間距極小,因為晶格間隔數A與紅光(6328A)恰為光波長的倍數,可當成雙狹縫來進行光的繞射。三、將礦物薄片置於自製的旋轉儀器上,以雷射光穿透過,使其在一公尺後的屏幕前產生花紋,將礦物晶體與礦物薄片作360度的立體旋轉,迄產生最多的繞射線與最佳的繞射圖形,並記錄下亮點和中央亮帶間的距離及繞射線的數目與夾角。四、同種礦物的晶格堆積格式固定,且經繞射後能產生固定的繞射圖案,藉由圖案的線條數、夾角和亮點和中央亮帶距離的比較,可建立一套鑑定礦物的圖鑑。

螢光乍現的真相探索

本實驗利用 CD 片、光感測器與數位相機自製一個簡易的螢光測定裝置,針對光敏靈系統及各種螢光棒進行發光探討,除了進行各反應物濃度變因的研究外,更深一層地測量螢光波長及強度變化、拍攝螢光繞射條紋,並探討添加染料(螢光黃、薔薇紅)、非水溶劑(醇類、胺類、丙酮及DMSO)、雙氧水催化劑(鉛、銅、錳氧化物及鐵離子)及以其他Fe\r 鹽錯合物(黃血鹽、Na3Fe(C2O4)3、NaFe(EDTA))等代替赤血鹽對光敏靈發光現象的影響,最後我們透過各種離子溶液的呈色檢測發現赤血鹽離子[Fe(CN)63 -]在發光系統中會轉變成二價的黃血鹽離子 [Fe(CN)6]4 -,既作氧化劑也作催化劑,更是光敏靈發出螢光反應的關鍵物質。

“速”“氫”專案

對於基礎化學(三)的實驗教材中秒錶反應(IO3-+3HSO3-→I-+3SO42-+3H+)其反應速率的測定結果,反應速率與[KIO3]成正比,即對[KIO3]而言為一級反應關係。進一步探討影響反應速率的因素,改變配製藥品中H2SO4的量,探討對秒錶反應的反應速率影響,發現變藍時間的倒數與[H+]成正比,即對[H+]而言為一級反應關係。改變每次實驗中H2SO4的量,發現只要每次實驗過程中H2SO4的量固定,則[H+]的大小不影響級數的判定結果。 [H+]愈大,對第二步反應(IO3-+5I-+6H+→3I2(s)+3H2O)產生I2所需的[KI]愈小,但要有一定的[KI]才能產生I2,此結果會影響秒錶反應速率的測定中,當[KIO3]太小時,變藍的時間測定會比預期的時間長,而造成判定的誤差變大。由電位的計算知當溶液變藍時,剩下的[HSO3-]相差不大,故[H+]變大對秒錶反應中變藍時間的影響討論並非是第二步提早反應的關係,應是[H+]會影響秒錶反應的反應速率。重複實驗結果相同,更加確定結果之正確性:秒錶反應的反應速率R∝[IO3-][H+]

魚V.S色

透過以下的實驗,我們可以由數據以及曲線圖的結果清楚地知道——魚真的可以確切分辨顏色,並清楚分辨任何一種顏色。實驗一中,我們所準備的事前工作,是為了讓魚快點適應新環境。在實驗二中,根據觀察魚進入正確顏色管子的過程,魚的眼睛雖無法像人一樣分辨多種顏色,卻是可以分辨顏色。而在實驗三中,利用大小不同的五隻魚証明前面實驗三的成功。經過實驗一實驗二和實驗三共一百六十八天,在我們焚膏繼晷、不眠不休、夙夜匪懈的努力下,我們證實了魚在訓練後,可以分辨紅、黃、綠、藍、紫五色。

美崙山結網性蜘蛛之初步研究

上生物課時,在老師的安排下,我們到美崙山觀察黏菌和真菌,那是一次難忘的經驗,我們看到美崙山上豐富的動、植物,是一塊物種豐富的丘陵,加上有多所學校環繞在四週。且有遊樂設備及羽球場,不但是學生的戶外教室,也是市民們的露天運動場。根據最新消息,明年縣政府要將成片的西坡土地開放給市民利用,屆時許多人工設施的出現,生態景觀可能受改變。 了解這項開發的壓力之後,認為有必要對美崙山作一番基礎調查,以作為日後研究的比對基礎。所以,自 84 年 10 月起,以四個月為期,以蜘蛛為對像,作一份基本調查。因時間的限制,遂把目標限制在結網性蜘蛛。不過我們的調查比預期的困難多了;因為國內研究蜘蛛的專家學者不多,可用的參考資料更是少之又少,在缺少經驗的情況下,實是困難重重。不過我們仍企圖以有限的知識及時間,盡已所能的做出一份基本但詳實的調查資料,以期對鄉吐生態提供一些貢獻。

有限三角形拼磚問題

我們定義「lap k三角形」如下: 如果用 k 個全等的小三角形以「邊併邊」的方式拼合成一個大三角形;而且大三角形仍和小三角形「相似」的話,則稱「大三角形」為「lap k三角形」。 本篇報告研究的重點,是想利用「圖形拼合」的性質,建立一個尋找「lap k 三角形」,並證明其個數的方法。利用此方法改良原本用「方程式」證明的方法,並得出下面的結論: 一、簡化「lap 2三角形」只有1種(即等腰直角三角形)的證明。 二、簡化「lap 3三角形」只有1種(即30° - 60° - 90°的直角三角形)的證明。 三、首次證明出「lap 4三角形」的三角形只有3種,但拼法有4種。說明如下: 1.任意三角形(如下圖一)。 2.任意直角三角形(如下圖二)。 3.內角為30° - 60° - 90°的直角三角形,有兩種拼法(如下圖三、圖四)。