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高中組

摺出排列的奧妙-摺紙的規則與探討

紙條是一個日常生活都會隨處可得的東西,在這裡我們討論他們的性質,一方面是想要看看一個直線組成的圖形是否有任何的組合關係,當我們把一些數字化的資料整理過了以後,這個題目也已經有些成果了。

繩圈奇「圓」-繩圈纏繞現象之探討

本篇研究細繩落下後的圈繞現象(Coiling of rope)。經實驗發現:圈繞出的繩圈之直徑D、週期T,隨著細繩的初始高度H、下落速率U、線密度p的不同而有所差異。也觀察到初始高度或下落速率在某一範圍內,細繩才可圈繞出圓的圖樣。若不在其範圍則無法穩定圈繞出圓,將隨機出現8字形或花瓣形圖樣。我們試著找出繩圈之直徑、週期與初始高度、下落速率之間的關係。若設D=αH1/2U ,α為一待定數。在我們測量的範圍內,無論何種初始高度,隨著下落速率的增加,α均趨於0.06公分-1/2·秒 。

miRNAs在光形態發生中的影響

當幼苗從土壤萌發接觸到陽光時,會產生生理上的變化以適應環境,稱為光形態發生。microRNA是一種轉錄後調控因子,可以幫助植物適應環境的快速變化。因此我們推測microRNA在植物的光形態發生中可能扮演一個很重要的角色。在實驗中,我們選擇阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana) 作為測試對象。為了驗證我們的假說,我們從實驗室先前的次世代定序結果,選出可能的候選miRNA-target pairs,再透過北方墨點法 (Northern blot) 和即時聚合酶連鎖反應 (Real-Time PCR) ,確認microRNA和其目標message RNA在植物光照後的實際表現量。最後我們選擇miR396s和miR858s,因為其表現量在北方墨點法的結果中是受光調控的,而且從即時聚合酶連鎖反應的數據,我們可以看到miRNA和其目標基因 (mRNA) 的量有明顯的負相關。接著,我們藉由突變株的觀察,了解目標基因 (mRNA) 的缺失對植物生長的影響。為了進行光形態發生的表徵觀察,我們篩選出含有同型T-DNA插入子的植株。目前,阿拉伯芥幼苗在缺少MYB6和GRF7時,對於光的刺激較敏感,像是花青素及葉綠素的量較多、具有較大的子葉。由於我們無法取得miR858的突變株,而且在同一microRNA家族內會有functional redundancy的現象,使我們挑選的microRNA的功能被削弱。因此,我們將target mimicry 的construct引入。此外,我們也正在篩選MIR396B和MIR858A的過度表現株。我們會利用這些突變種進行光形態發生的表徵觀察。透過研究與觀察光形態發生的表徵,我們可以找出miRNA-target pairs在光形態發生中的調節功能。

硝魂使者-NO2性質探討與偵測

本實驗中我們找到NO2(g)的偵測劑:Griess reagent。其吸附NO2(g)會產生偶氮化合物而呈玫瑰紅色。並且發現NO2(g)在不同濃度下具有不同的反應選擇性,但NaNO2(aq)並無此現象。即過量NO2(g)可以根據其反應條件,調節其所產生的反應。 因為Griess reagent可以檢測亞硝酸鹽含量,而食品中常添加硝酸鹽用以增色、防腐與抑制細菌生長,所以我們取各式樣本推算其硝酸鹽含量。發現各樣品中自然存在的亞硝酸鹽很少,大都以硝酸鹽形式存在。 我們也發現蔬菜樣品放置越久,其所含的硝酸鹽會快速增加,推測可能是由於細菌產生硝化作用所致,只要隔絕細菌的作用,就可避免硝酸鹽的大量產生。 為了方便偵測、保存和攜帶,我們將Griess reagent製作成各式偵測劑,可以更簡易的偵測氣態的NO2與水中的亞硝酸鹽。

探討不同油脂對蛋黃酥點心品質的影響

本研究旨在探討不同油脂對蛋黃酥點心品質的影響,以實驗法及品評問卷調查法進行研究,將配方中改變「油皮」與「油酥」的油脂種類作為實驗,觀察其產品層次的差異及製程中的問題,並採用便利抽樣法,以餐飲管理管科二、三年級學生和教職員為研究對象進行品評問卷調查,取得有效問卷84份,實作結果發現固體油層次較明顯,而橄欖油和椰子油層次比較不明顯,品評調查結果也顯示酥油不管在味道、鬆酥、香味和層次都是最受歡迎的產品,教職員喜歡酥油與椰子油製作的蛋黃酥,學生最喜歡酥油製作的蛋黃酥;25歲以下與50歲以上族群喜歡酥油製作的蛋黃酥,25~50歲族群較喜歡香氣重的蛋黃酥如酥油、乳瑪琳與椰子油,其研究結果將提供給烘焙業者及後續研究者作參考。

變形楊式矩陣的探討

楊氏矩陣(Young tableau)是一個每列格子數遞減的表格,要把數字依照右大於左及下大於上填入,而歪斜矩陣(Skew tableau)是楊氏矩陣的變形,是將楊氏矩陣再以另一個楊氏矩陣的形狀挖空,但每列必須相接,填入規則也是一樣。但不同的是,楊氏矩陣的排列方法數公式已被解出,但歪斜矩陣多了許多的變數所以還沒有像勾值公式(Hook fomula)的通式出來。我舉了某些特殊形狀的歪斜矩陣做討論,歸納一些共通的性質,也推導可行的通式,讓這些形狀的歪斜矩陣計算上不需要再使用窮舉,讓計算時間更加縮短。

「疊」影重重-論摺紙之最大重疊面積

對於一張非線對稱的色紙,該怎麼摺使其重疊面積為最大呢?我們研究對於任意非等腰三角形的特定折法,並嘗試找出最佳折線。文中給出過頂點折線的重疊面積最大值、三邊平行線的重疊面積最大值、三邊垂線的重疊面積最大值。在過程中我們可發現:雖然無法明確找出最佳折線,但上述的特殊折法非常接近最佳折法,因此如果能給出已知三邊長度的三角形,我們即可逼近最佳折線的重疊面積。文末對於非對稱平行四邊形亦作如上分析,並期望能夠掌握三角形、四邊形到非對稱n邊形之最佳折線,對其特殊折法做更深入的剖析。

以模型實驗模擬血管繞道手術後之流場變化

近年來,心血管疾病一直高居台灣十大死因的前三位。當病患的動脈有顯著的狹窄,繞道移植手術是一種解決方式。一般而言,醫生做完繞道手術後,並不處理原已嚴重狹窄的血管。但手術時若將原狹窄的血管綁住,會不會更佳?實驗是利用透明軟管建立模型,並以質點軌跡流場觀察法追蹤管內的情況。我們以水代替血液,橡皮筋顆粒作為追蹤質點,經攝影機紀錄質點流動的情形後,利用Tracker 影像追蹤軟體換算成粒子流速,再以Tecplot軟體計算管內的剪應力分佈。實驗結果顯示,繞道手術後若將原嚴重狹窄的血管綁住,使之完全阻塞,則繞道血管的血液流量、流速將明顯增加,而繞道管內的剪應力也相對較高,因此應可減低繞道血管阻塞的再發生率。

CC相關─以簡易製作比色計測量維生素C濃度

水果中的維生素C含量可利用分光光度計測得,但其操作流程複雜且機體昂貴,本實驗試以簡易製作的比色計測試水果維生素C濃度,既方便便宜可信度亦高。測試原理是利用DCPIP被維生素C還原,可由藍色趨於無色,此特性藉由比色計偵測透光度的變化 而轉換成維生素C水溶液濃度。經過排除溫度、酸鹼值及水果色素本身對透光度的影響,求出已知濃度維生素C溶液與透光度標準曲線、便可以以簡易的步驟推算水果的維生素C含量。

上帝劃下的曲線-以流場分析新月丘理論

本研究用自製簡易風洞製造穩定氣流,探討不同風速下沙丘速度及成因,研究得知沙子種類及性質皆會影響沙丘的形成,但特定風向皆能形成新月丘,所以利用保麗龍球來取代沙子,用顯著之運動探討在不同條件下沙丘成因。實驗中設計單峰型態(不同高度) 在不同風速的比較,並探討雙峰間風速不同所對應關係。發現單峰實驗風速與移動速度為正成長,而單峰起始高度則與移動速度為負成長;雙峰沙丘因前峰所受風力較強,因此速度也越快,結果就能與後峰互相結合。本次實驗証實移動速度受幾個因素影響:1.風力,2.地形。望能建立特定氣流沙塵移動方程,並完善參數,若配合大氣模組參數建立風沙預測系統,可減緩沙漠化,並建立沙塵暴預警措施。