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高中組

幾丁聚醣膜的生物感測器及電化分析方法之探討

本實驗的目的,就是希望利用幾丁聚醣穩定的性質,把過氧化氫?用1,5─戊二醛交聯在幾丁聚醣膜上,將自由基的前身─過氧化物(本實驗使用過氧化氫)在分解過程中造成的電位隨時間的改變速率,以米氏方程式(Michaelis-Mentent Equation)求得交聯在幾丁膜上之過氧化氫?的活性,將可針對各種過氧化物個別濃度作鑑定,以應用於各種較複雜及濃度較低的環境檢測上。而最後得出在沒有除去氧氣的影響下,其偵測的靈敏度可達約0.000863M/mV(即濃度每改變0.000863M可得1mV電位差)。

線性歸化-顏色方程式

我們推測紫高麗菜汁中含多種具有指示劑效果的成分,所以想知這些成分在紫色高麗菜汁中所佔的比例。我們先配製多種比例的甲基紅和靛胭脂,並用電腦分析這兩種溶液在所佔比例不同的情況下之色相值,以歸納出一條方程式。另一方面,我們用管柱分離紫高麗菜汁中的成分,並拍攝這些成分在pH1~14的顏色變化,再用電腦分析這些溶液顏色之色相值。最後,將色相值代入先前歸納出的方程式,希望藉此算出其顏色組成比例。舉例:有一成份A在pH3~5呈粉紅色,有另一成份B在pH4~7呈紫色,那麼我們測出紫高麗菜汁在pH4、5的顏色是粉紫色,再代入方程式,即可知多少比例的粉紅色和紫色混合,會等於粉紫色。

再造一個我─似假還真的立體影像

曾在科博館看到大型的全像片,市面上也常早見到這種可呈現 3 - D 立體影像的特殊照片,甚至信用卡上也可發現全像的應用,因此引起我去了解它的原理及加以深入討論的興趣,到底全像片是如何拍攝的?有何優缺點?有什麼應用價值?而一般全像片只能記錄物體 180°的立體影像,是否能改良成可看到物體 360°立體影像的全像片呢?

斜向座標上皇后之研究

如下圖所示,在一邊有6個圓圈的正三角形棋盤上,將某個圓圈擺上皇后,此圓圈是皇后的根據地,箭號所指的三個與邊平行的方向,是該皇后所能管轄的範圍,且兩個皇后不能互相管轄到對方的根據地,不是根據地的圓圈可以兩個皇后共管。我們的研究在討論一邊有n個圓圈的正三角形棋盤中使每個圓圈都被管轄到時,最多可放幾個皇后,此外也發現皇后在不同圓圈位置時所能管轄到的總圓圈數相同以及兩個皇后至少共同管轄4個 為了解出需要的皇后數,我們將三個方向(→、Õ、↙)設為x, y, z座標,以座標方法證明,並嘗試透過電腦程式的驗證出更大邊圓圈數棋盤。再比較以一排排推論與使用座標法的差別。並將題目延伸至最少皇后數、正四面體及生活中的應用。

太陽把都市變涼了!太陽能煙囪排熱裝置

本研究在製作一個太陽能裝置,該裝置能直接轉換太陽能成為使建築物冬暖夏涼的能源,再以科學方法探討該裝置的實際效能與可行性。 本研究裝置為煙囪結構,利用暖室效應來充分轉換太陽能,使其在煙囪內部產生高熱,在煙囪內造成一股氣流,該氣流經由裝置導引,可冷卻建築的外牆,因而可使室內溫度下降。 本研究裝置在夏天能降低室內溫度,亦能大幅改善空調效能,在冬天關閉第一層與第三層的通風口,本研究裝置會形成暖室結構,使室內溫度上升,故本研究裝置確實可在不消耗能源的情況下使建築物達成冬暖夏涼的目標,在不必損失生活的舒適度下做到節能減碳,如此可降低推廣節能減碳的阻力,若能大力推廣必能大量減少電力的使用,是否建核四便不是問題。

藻就知道-水體電擊與藻類移動關係之探討

我們在生物專題課,進行水生生物觀察,通入電流後,發現在電擊板上有稠狀物,置於於顯微鏡下觀察,主要是由微囊藻所組成。銅綠微囊藻 (Microcystis aeruginosa) 及綠球藻 (Chlorella vulgaris-KP) 為台灣淡水水域常見的藻體,一般水質淨化的方式是以加入氯離子殺菌、活性碳吸附及臭氧降解法,存在許多風險與無法解決的問題。因此,我們希望藉由物理方法吸附水中過度增質的藻體。本實驗利用細胞膜上電位差的原理,以自行設計製作電擊裝置,對少量的藻體進行電擊,發現它們明顯吸附於電擊板正極處。進一步製作淡水養殖模型,取樣校園嚴重優養化的水體,持續五天電擊,卡爾森優養化指數 (CTIS) 由99.8降至47.0,水體的總磷量降低、葉綠素a含量下降、透明度上升,證明水體電擊能有效淨化水質並降低優養化。

騎士迷蹤

我們定義:騎士的走法,在西洋棋中,依座標來看,如下圖所示。由起點O(0 , 0)出發,有八種走法如下:A(1 , 2)、B(2 , 1)、C(2 , -1)、D(1, -2)、E(-1 , -2)、F(-2 , -1)、G(-2 , 1)、H(-1 , 2)。 探討的目的: 一、用騎士走法,給定一起點,求出其在棋盤中到每一格的最少步數,並利用Visual Basic 6.0 製作輔助程式驗證。接著把所得的數據填入每一格中,推導得每一個步數所形成的圖形公式。 二、藉由研究目的(一)所得的圖形,我們反推求得給定一起點,要到達另一給定終點,所需的最少步數的公式。包括數個判斷公式與使用到高斯函數的對應公式。 三、列舉出不能符合圖形公式與反求步數公式的情況。 進一步討論: 1. 可以進一步討論在給定一起點與一終點,探討其最少步數有幾種走法,並想辦法求得期間最少步數的走法規則。已撰寫出程式供參考,具體結果仍在研究中。 2. 若在一立體空間中給定一起點與一終點,研究騎士走法最少步數的規則及公式。 3. 若騎士有另外的走法譬如由起點O(0, 0),騎士走法用(±3, ±4) (±4, ±3)、(±4, ±5) (±5, ±4)…等方法,是否也能走遍棋盤的各個座標點?是否有最少步數的公式存在?

層層有序

沉澱於液體底部的溶質擴散後,在鉛直面上會呈現濃度不均的現象。本研究利用雷射光折射後的偏移量特性,來觀察溶液經擴散後濃度對高度的關係。我們觀察30天內六種溶質在不同擴散條件的濃度分布。實驗結果顯示:(1)不同溶質間存在著類似的擴散模式;(2)擴散模式劃分為兩類。為探討上述兩種擴散模式,我們修正擴散理論並用以比對實驗結果,發現公式中溶質的擴散係數亦分為有無離子團兩類,有離子團的溶質擴散係數較小,無離子團的溶質擴散係數較大。因此我們進而提出分群理論,以解釋為何擴散係數分兩種。最後,為了得到更長時間的濃度分佈情形,我們利用擴散理論的推論結果和實驗測得的擴散係數做數值模擬,得到千萬年以後的濃度分佈,並發現其最終態為波茲曼分佈。

有機含糖廢水生產生質丁醇之最佳化研究

當今地球的全球暖化現象愈發嚴重,二氧化碳濃度持續上升。為了解決這樣的問題,我們決定研究生質丁醇,以取代石化燃料,減少碳排放量。我們探討的變因有:基質濃度、pH值、溫度三項。藉由改變各項變因的條件,探討不同情況下廢水產生丁醇的效率,並求出生產丁醇的最佳條件。目前已將濃度部分實驗處理完畢,我們發現COD在150 ppm的產率較200 ppm為高,並想辦法改變參數條件為產丁醇菌種之最佳條件,以達到最佳丁醇產量之效率。

線性半徑非典型圓周運動~ 一種特別旋轉方式的探討 ~

本研究主要是針對依”圓軸向心收線”定義之運動模式所做的探討,包含運動模型的理論推演、實驗方法的設計與實驗套件的整合。實驗套件整合與原理推導是共同進行的,再以測試整合套件與驗證原理為目的,整理了兩個實驗。實驗內容依序為:驗證近無摩擦狀況下之水平面運動理論、驗證鉛直面(受重力影響)的運動理論。