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高中組

雪豆睡眠運動的探討

(一)雪豆的睡眠運動乃因葉枕上下細胞膨壓之改變所致,而 k+之進出於細胞內外,引起細胞膨壓產生變化。(二)根據食療法知:雪豆可治療神經衰弱,又可作為緩瀉劑。(三)動物神經突觸間產生乙醯胆胺,傳導神經衝動,而衝動的傳導乃k +由神經細胞中轉移到細胞外;乙醯胆胺又可促進消化道的蠕動。(四)雪豆能日出而醒日落而睡,光照與黑暗似可控制其睡眠運動。

醣寶寶的「旋光」世界----自行組裝旋光度計來探討蔗糖水解的動力學及平衡

本研究是利用偏振片、量角器位刻度盤、雷射光為光源,以及生物用到的照度計為偵測器,組裝一個簡易且可靠的旋光度計。我們利用單位時間旋光度的變化量當做反應的速率,來測量蔗糖的水解速率,同時求出蔗糖水解反應的反應級數、速率常數﹙k﹚。進一步,利用醣類的旋光度具有加成性之特性,找出不同混合比例時的旋光度,來追蹤實際蔗糖分解的每個狀態,並找出最後的平衡狀態,同時將蔗糖水解平衡的平衡常數﹙K﹚,及該反應的反應熱﹙△H﹚算出。結果顯示,旋光度與濃度有線性關係,而蔗糖水解反映對蔗糖而言為一級反應,反應的速率常數為5.17×10(min),反應在催化劑存在下活化能約為1.29(J/mol)。當反應達平衡後,平衡常數在溫度為25℃時為38.00(M),該反應的反應熱約為-152.67(KJ/mol)。

三點式內錐度分厘卡

『 內錐度』是機械工程上常用的機件結構,其錐角的表示法乃用其角度的「正切值」表之,亦即Dl -DZ / L 表示之。鑑於機械製造中,對於內錐度的製作,計算與測量極感困難,而今日各式的內錐度測量方法,或須繁雜的三角函數計算,或須運用操作技巧,怠工費時而不實用,玆列現有之測量儀器分析如下: 精測規塊( Gago block ) :極精密,然而須繁雜運算且不適合在機械製作現場使用。指示量表(Dlal test indicatprs):精確,然而只能測量大型內錐度,對於小型的內錐度即束手無策。槓桿量表(Dial test indicatprs):精確,但其測量範圍僅0.5m/m且必須確實校正工作物中心。錐度樣規( Gage ) :只能測知配合情況,不能指示誤差量,使用完全憑經驗與感覺。分厘卡與游標卡尺 (Micrometer & Vernier ) : 由於操作時人為誤差(測定點偏差)與機械誤差(錐角偏差)極大,故幾乎無法使用。因現有測量儀器之缺點很多,故著手研究簡便的測量儀器,便利機械產品之製造與檢驗。

這樣分就對了

本篇研究主題為 ”若有x個數分別為A2、(A+D)2、(A+2D)2…、[A+(x-1)D]2,x∈□,A,D∈□ ,今將這些數分為 y 組,y∈□,使每組皆有x/y個數,且每組數之和都相等,試問應該如何分組? ” 的問題,我們以ㄧ個有系統的方式推導出一種分組的方法。除此之外,我們還將此問題推廣至” 若有x個數分別為AP、(A+D)P、(A+2D)P…、[A+(x-1)D]P,x, P∈□,A,D∈□ ,今將這些數分為 y 組,y∈□,使每組皆有x/y個數,且每組數之和都相等,試問應該如何分組? ”的問題,很幸運地,我們也成功的歸納出一套有系統的分組方法來解決這類問題。

神秘的水結晶~溫度對水結晶影響之研究

水結晶的現象,不容易用肉眼觀察,我們利用水結晶降溫曲線的測定,分析得知開始結冰溫度、時間及結冰速率和水結冰的現象。並進一步有系統的研究不同的起始水溫的結冰現象,我們發現水的初溫在 60℃時會最快結冰,但結冰溫度、結冰速率(g/s)則與水的初溫並無明顯的關係,而是系統的降溫速率(℃/s)越快,結冰過程時間越短(g/s),即結冰速率越快,我們也發現過冷現象越大,則延遲結冰時間(過冷現象持續的時間)越長。至於結冰外觀的部分,對拍攝的影像進行判讀和曝光率的分析,發現初溫不同的蒸餾水所結的冰外觀稍有不同,皆含有不同量的微小氣泡。冰塊中氣泡越多,透光性越差,此乃因延遲結冰時間短,水分子排列急促所造成;反之,氣泡越少,即透光性越好,則是因延遲結冰時間較長,水分子較能夠排列整齊。特別值得一提的是,初溫 60℃蒸餾水所結的冰透光性最差,更可證明延遲結冰時間越短,水分子調整至適當位置可用時間越短,往往造成結冰缺陷較多的現象。

非高斯型擴散

將水加入溶液上方,將造成溶質向上擴散,這期間造成濃度和濃度梯度的變化。我們使用簡易的實驗儀器,利用高中物理所學的折射定律,將實驗結果推算出不同時間各位置的濃度和梯度變化。一般書上所寫,大多假設濃度梯度成鐘型曲線分佈的簡單模型來描述擴散過程,但只能用在擴散係數為定值的情況,從實驗或參考資料顯示,擴散係數會隨濃度而變,書上的模型雖簡單,只適在極稀濃度溶液。溶液的濃度大小直接影響到溶質的擴散行為,因此擴散現象經常呈現非高斯之分佈,我們捨棄簡單的理論假設,以我們自己設計的實驗來分析溶液在較高濃度時的「非高斯型擴散」,直接測量並計算不同濃度下的擴散速率、擴散係數。並比較分子水溶液、強電解質、弱電解質的差異,並討論簡單模型可能的缺失。研究分子擴散行為的理論未完全建立,所以擴散目前屬於半實驗的科學,此實驗設計與分析方式可提供作為擴散理論發展的參考。

「糟」材「金」寶-金門高粱酒糟堆肥化之研究

高粱酒糟為金門高粱酒生產過程中產生的副產物,其年產量約為86,400噸,以工業有機廢棄物委外處理,僅少部份提供金門農家作為餵食牲畜的飼料原料及堆肥參配料使用。但是,透過田間訪查後發現,農家將酒糟堆肥的過程並沒有標準化,而且對於其效力也不清楚。 為了釐清高粱酒糟作為肥料之原理及其效力,本研究實驗發現:(一) 原酸性酒糟在堆肥化的過程中會發生溫度和酸鹼度的變化,利於微生物對酒糟進行分解作用。另外,堆肥中加入鹼性資材蚵殼粉可快速提高核心溫度並增加高溫期的維持時間,促進堆肥化作用。(二) 酒糟堆肥化的過程中,碳氮比逐漸下降,降低至理想的碳氮比,顯示堆肥化效果良好,有機質明顯被分解,利於植物的生長,提供酒糟能為有效肥料的依據之一。(三) 將腐熟堆肥實際施用於農田,結果顯示加入枯草桿菌的組別小白菜生長情形明顯優於其他各組,推論枯草桿菌可協助酒糟分解,利於小白菜生長。 堆肥化是廢棄物資源化處理的理想方案之一,本研究證明酒糟堆肥化確實可行,且其成本較使用化學肥料更低廉,未來若能將酒糟堆肥加以施用推廣,不僅能減少廢棄物-酒糟對環境的汙染,更能將其製成優良肥料外銷,為金門帶來可觀的經濟價值,讓酒糟堆肥再利用能夠兼顧農業應用以及環境保護,幫助金門的生態環境永續發展!

以三角形方程式Cosθ=α,Cosθ+KCosMθ=0之觀點探討等速圓周運動及簡諧運動

自從孩提時代開始,我們就開始學數學,而所需要學習的內容,也從簡單之加減乘除到現在的方程式、極限、數論等。但在學習過程中,我們發覺到,學習數學越學越抽象,越學越不知道它到底有什麼用。長久的累積下來,使我們內心裡渴望著,期望在學習數學當中,能知道它的實際用途,而不是一味的在解老師們所交待下來的一些一知半解的問題而已”有鑑於此,我們就結合了兩三個好友,專門在日常生活當中,所容易接觸到的一些問題,想辦法用數學觀念來加以解釋,甚至從中尋找出規則或新的現象來。最後我們發覺像我們常常碰到的如「兩人繞圓周賽跑,分針與時針運轉、分針與時針追趕、彈簧之振動.......等,其實都可以用三角函數的觀念來家以解釋。因為這是一個集思廣益的工作,因此我們無法像一班人寫書一樣,作一個很有系統的理論推演,我們只能約略的提出具有代表性的9個問題,然後以這九個問題為中心,勾畫出我們今天所要講的主題

天羅地網-雷射光線之反射路徑與正n邊形完全圖之關係探討

在正n邊形的n個頂點各放一面鏡子,並將其中一個鏡面順時針轉動90°/n,將雷射光線沿該點切線方向射向此鏡面,使光線在正n邊形各頂點的鏡面間反射,本文主要在探討光線在各鏡面間反射路徑之規律性與其應用,研究分為兩大部分:一、將雷射光線射向一順時針調整角度θ=90°/n的鏡面且其餘鏡面皆不轉動之情形下,探討雷射光線的反射路徑之規律性及尋找正多邊形邊數與反射數間的關聯性。二、在正n邊形的n個鏡面中,每個鏡面可依順時針或逆時針旋轉一個角度θ=90°/n或是不轉動。此部分我們只針對n為偶數的情況去探討,我們採用數學上函數的對應方式取代了物理上反射原理的路徑操作,由數學的模式去探討鏡面調整的規則,擬訂出適當的策略調整鏡面的轉動,並找出最大反射數。

趕走自由基,健康有生機?抗氧化就從蔬菜湯、糙米茶做起

本研究以 DPPH 自由基清除率、TEAC 總抗氧化力及抑制紅血球溶血等試驗模式,探討蔬菜湯與糙米茶水萃取物之抗氧化性表現,並評估該兩項水萃取物經等比例 (1:1) 混合後,其抗氧化性是否有相乘或相減之效果。結果顯示,蔬菜湯及糙米茶水萃取物其清除 DPPH 自由基能力以糙米茶較佳,而自製與市售蔬菜湯水萃物之 DPPH 清除率並無明顯差異。此外,比較蔬菜湯之個別組成 (紅蘿蔔、白蘿蔔、白蘿蔔葉、牛蒡、香菇),其中以白蘿蔔葉之 DPPH清除率最高 (74%) 。在總抗氧化力表現方面,糙米茶之 TEAC 值高於蔬菜湯,自製蔬菜湯優於市售樣品,蔬菜湯之個別組成以白蘿蔔葉最佳 (0.089±0.001) 。蔬菜湯與糙米茶水萃取物抑制 AAPH 誘導人類紅血球細胞溶血之系統,自製蔬菜湯可抑制 85%紅血球溶血,為所有樣品中最高者。此外,本研究亦針對蔬菜湯與糙米茶水萃取物中可能之抗氧化成分進行分析,其中以白蘿蔔葉之總多酚化合物 (71.1 mg/g) 及類黃酮化合物 (19.3 mg/g) 含量最高,可解釋其抗氧化力最佳的原因。