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高中組

神奇的水滴再現

根據前人的報告,「水滴停留在水面上」的原因是由於「水滴攜帶淨電荷,造成排斥的作用」。經過一連串的實驗及探討,發現了一些新的現象,無法以前人的論點解釋。經歸納探討後,提出「水滴雖然會帶有電荷,但可能並非造成此現象的主因」,也提出了兩個假設,但目前尚無法證實。

棋盤上的馬步

馬步的走法有八種,下面我們討論以馬步不重複地一次走完整個棋盤的可行性,已證明出的結果如下:一、在n×m 的矩陣中,除3×3,3×5,3×6 和4×4 為無解外,其餘的我們已證出均至少有一解。二、在n、m均大於4 且n×m 為偶數時,可以以任一格為起點。三、在n、m均大於4 且n×m 為奇數時,可以以套色後格數多一格的顏色格子為起點。四、對於無解的矩陣,我們改以虧格的形式討論,也找出虧格在適當位置時可有解的情形。五、有虧格的大矩陣,在總格子數為偶數時,可以以任一格為起點;總格子數為奇數時,可以任一套色後格數多一格的顏色格子為起點。

姑婆芋吸引傳粉昆蟲的生殖策略

我們在校園內設置兩樣區,從2007年4月至2007年6月,共調查9株姑婆芋,93朵佛焰花,以瞭解姑婆芋生活史、傳粉昆蟲生活史及兩者之間的互動關係。姑婆芋在11月至7月花期時會不斷產生佛焰花苞,剛冒出的花苞經過1到3天後,雌蕊漸成熟,佛焰苞會漸漸展開,開始產熱及一些特殊氣味,吸引果蠅科未知種的蠅類傳粉。當胚株受粉後,佛焰苞頸部會閉合,迫使傳粉昆蟲會往上爬到雄蕊部位攜帶花粉,飛至另一株姑婆芋雌蕊上傳粉,因此姑婆芋與傳粉昆蟲之間具有互利共生的關係。佛焰花序主要產生氣味的部位是在附屬物及雄部,而佛焰苞則可以幫助吸引更多傳粉昆蟲。佛焰花序的附屬物及雄部相對溫度較高,可能具有產熱以吸引傳粉昆蟲的功能。

比太陽能發電好數百倍的節能照明系統

本系統是利用PLC控制,帶動與太陽轉動速度一半之機構,利用鏡子將太陽光反射至天花板,期望太陽光可以取代日光燈之機構。再者,可隨太陽光不同的入射角來做調整,而且利用光敏電阻控制電燈開關,當光線足夠時,自動關閉燈光,當光線不足時,自動開啟燈光,使教室照度合乎教育部規定之需求。藉以達成節能減碳之目的,並且拿來跟太陽能發電比較其經濟效益,發現本系統比太陽能發電好八百倍。

親「氫」我的寶貝-光觸媒於混合溶液中照射日光產成氫氣

我們發現當CdS 與ZnS 重量比以2:1 時,能在Na2SO3 及Na2S 的混合溶液中,照射日光產生氫氣,並能有最佳的產率38.18(ml/hr*g),比一般直接照紫外光的效果更好。不只善用自然界的太陽能,還可以生成最乾淨"綠色"的能源-氫氣。我們以 CdCO3 和ZnCO3 做為產氫觸媒的原料,其為黃色的粉末,並以AA 原子吸收光譜儀求得樣品溶液中測得CdS 與ZnS 重量比為2:1。 把產生的觸媒放入以 Na2S 和Na2SO3 混合而成的溶液中,以鋁薄紙包覆以防受光實驗提早進行。把實驗裝置放在日光下照射,以一端管口所接的細量管得失產生氫氣的體積,進而換算產率。 我們的實驗裝置為密閉式的,並無循環裝置,故產氫量有限。未來的發展將是朝著大型開放式的循環系統,使氫氣能源源不絕的產生。 The production of molecular hydrogen upon sunlight illumination of the mixture of CdS and ZnS suspensions in the weight ratio 2:1 in Na2SO3 / Na2S solution have been observed. The best rate of evolution of hydrogen is 38.18(ml/hr*g), which has a higher efficiency than upon UV illumination. It not only make a great use of the solar energy, but also produce the cleanest “green” energy resource─hydrogen.

金屬的氧化還原再探討

觀玩濾紙上伸展的美麗金屬樹,令人疑惑為什麼它能彷若有生命般的生長?是反應物間的碰撞或電子傳遞?是否能用實驗方法找到證據?因此著手做連串的實驗研究來探討它。

天螺地網—福壽螺的防治研究

以苦茶溶液濃度做為控制變因,實驗組以6個不同濃度的苦茶溶液供給作為水稻需水,而對照組以池水做為供給水。以其株高為基本依據,記錄不同濃度中水稻的生長情形。並採用統計方法分析其生長情形有無差異,結果是:在苦茶濃度1×10-4%以下之溶液都無差異。採集福壽螺的螺卵,孵化並飼養至實驗所需重量(110mg±10mg),將螺取出放入苦茶溶液,並記錄其死亡率。結果為:在濃度為5×10-6%以上苦茶溶液可將福壽螺致死。由水稻和福壽螺對苦茶溶液的反應可推論出:在特定濃度範圍內之苦茶溶液,能在不傷害水稻的狀態下減少福壽螺的數量。

香椿抗氧化能力探討與研究

活性氧(reactive oxygen species)包括超氧陰離子自由基,羥自由基和過氧化氫,是人體代謝作用產生的自由基中具有高度活性者,而抗氧化劑能有效清除人體內產生的自由基。除了一般化學合成的抗氧化劑外,尋找具抗氧化性的天然食品逐漸為研究者所重視,香椿即是一例。本實驗即探討香椿葉萃取液清除活性氧自由基及減緩其所造成細胞傷害的能力。在 DPPH 清除實驗中可知香椿具有顯著的清除自由基的能力,在 15μg/ml的低濃度下即可達 88.8﹪之清除率。另一方面香椿清除超氧陰離子自由基的能力則須 200μg/ml 之濃度才達 78﹪之清除率。4μg/ml 的香椿可顯著減緩質體DNA 受到羥自由基之傷害。240μg/ml 的香椿可提高細胞在過氧化氫作用下之存活率,而香椿本身對於細胞不具毒殺性。整體而言,經本實驗初步證實,香椿葉萃取液是清除活性氧自由基的良好抗氧化劑。

神祕的鹽類一奇妙的化學世界

在炎炎的夏日中,偶然的發現水泥牆上有鹽化的情形,引起我們對“鹽”的興趣,進而探討鹽對水泥結構的影響。更進一步地我們又探討鹽類對化學反應的影饗,並利用不同的鹽類取代王水中的 HCI ,觀察黃金在其中溶解的現象,並從其中反應探究不同之配基和中心離子反應情形。及鹽類於一些化學反應中扮演何種角色。

雨漸收、風漸停,覓虹霓,織彩夢

雨後天晴時,天邊偶爾可見一彎彩虹。為了探索虹的祕密,就借用了學校的分光儀來觀察陽光所產生的色散;在觀察時發現:在光譜中,出現了一條條的暗線,爾後看了書籍的說明,才知道那些暗線是太陽光譜被氣體所吸收而形成的。於是我們想:在大氣中的污染物質,會不會影響到天空中的虹或分光儀中的光譜呢?