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高中組

正向碰撞實驗之改進與探討

在高中物理實驗 (力學實驗 13 )"正向碰撞”中,係利用紙帶打點來記錄兩滑車在碰撞前後之速度,以驗證動量守恒。但如此一來,卻限制入射滑車之貿量必須大於被撞滑車之質量,否則入射車反彈時,紙帶將無法記錄。同時也無法觀察兩滑車在碰撞過程的軌跡變化。而這二條軌跡曲線,不僅老師上課時用它來解釋正向碰撞,就是課本及實驗教本中亦有如是之圖形。因此我們便想,是否能在實驗中,一併把這二條曲線畫出呢?! 在老師的協助下,我們設計了這個簡單的實驗,能直接把兩滑在碰撞過程之軌跡記錄下來,並由圖形來求得碰撞前後之速度,以驗證動量守恒,而且不受質量關係之限制。更可進一步的探求,碰撞期間之壓縮量(接近的距離),作用的時間,恢復係數,以及當滑質量改變時,對它們之影響。

蓮香惜癒─香水蓮植物性胎盤素之探討

本實驗於香水蓮花蕊下部的輪狀盤構造,取出透明狀分泌物,此物質與坊間美容業者所謂的植物性胎盤素,有諸多類似之處。本分泌物經化學定性分析後,初步確定含有蛋白質、胺基酸、脂質、多酚類的鞣質(具抗氧化效果)、及??類衍生物等,並以紫藍色花系香水蓮分泌物含量較高。本分泌物作用於生物細胞時,能促進細胞修補及生長,並保護逆境中細胞。高濃度的此分泌物反應較劇烈,可能造成鞣質沉澱及離子毒害,故不適宜用於抵抗力弱的組織(如渦蟲尾部)。唯水溶性組於濃度高時比濃度低時較能救助抵抗力弱的組織。

瓜農的奧祕~西瓜成熟與聲音的關係

一般人從小就知道如果要判斷西瓜有無成熟,只要用手輕拍瓜皮,利用聲音的特性就可以知道西瓜是否成熟,此技術看起來容易,卻需有多年經驗之西瓜商始可為之。本研究利用拍擊西瓜所造成之聲音進行非破壞性音波檢測,來探討西瓜之成熟度。換言之,本研究希望在依照西瓜商拍擊的習慣下,從客觀的科學角度,探討存在於西瓜商手上「聽音辨瓜」的奧秘。由研究結果得知,西瓜的拍聲在頻譜中可分為三個頻區,即西瓜殼所造成的高頻區,水及含水量高的果肉所形成的中頻區,及由空洞及含水量低的果肉所造成的低頻區,而西瓜商就是藉由這三種音頻所表現出的綜合效果進行判斷。

老菌新希望──談以Pseudomonasmendocina菌株降解污染

本研究發現採自中石化安順廠之污染土壤、乾淨土壤以及製備土\r 壤中有微生物的生長;由文獻資料得知Pseudomonas mendocina\r NSYSU(簡稱P. mendocina)即來自中石化土壤,具有降解五氯酚的能\r 力,於是利用此菌進行PCDD/Fs 降解試驗,結果顯示約21 天PCDD/Fs\r 即有明顯降解,並分析出降解OCDF 的反應級數較OCDD 為小。同\r 時觀察到P. mendocina 在汞污染之戴奧辛土壤中,可達50 ppm 之高\r 汞耐受度,並進一步降解戴奧辛化合物。\r 我更以標準品成功地發現P. mendocina 對於戴奧辛類化合物有更\r 明顯之降解效果,約12 天即有樣品幾乎完全降解,且降解最明顯的\r 2,3',4,4',5,5'-HxCB 反應級數約屬0 級,即以一穩定的速率進行降解。\r 由研究結果,明顯看出P. mendocina 菌株雖是為人熟知的菌屬,\r 但我們卻賦予牠新的功能與希望,為人們開發出以生物復育改善污染\r 環境的一種新方法。

金烏玉兔相伴天

日月共存於地平面上的時數受到日出日沒及月出月沒變化影響,日月共存時數達最長集中於初一、初廿九、初三十,之後則共存時數趨短;日月共存時數達最短則集中於初十五、初十六、初十七,之後則共存時數趨長。緯度高低除影響日照時數外,「最長日月共存時數」亦隨緯度變化,緯度愈高則「日照時數」愈長,亦日月共存時間愈長;反之,緯度愈低則最長日月共存時數愈短。「最長日月共存時數」最長可接近或等於當日「日照時數」,故以該地回歸年內日照時數變化與朔望月月相變化即可初步判斷該日「日月共存」的時數;但高緯度地區在朔日前後的日月共存時數則介於該地回歸年內最長日照時數與最短日照時數之間變動。

不同調味料對蛋中膽固醇含量的影響

雞蛋的營養價值相當高,因為蛋黃中含有豐富的維生素、微量元素、必需脂肪酸及卵磷質等。中國人的飲食文化中,煮蛋的調味方式變化繁多,口味鮮美。但據報導,一般成年人每日由食物中攝取的膽固醇含量,不宜太多。可是雞蛋價廉物美,不吃實在可惜,於是我們便興起研究不同調味料對蛋中膽固醇含量的影響。

唧唧復唧唧—蟋蟀的聲音分析與聲音行為探討

蟋蟀可以藉聲音來區別同種、宣示地盤及吸引異性以完成交配行為等,聲音與行為的關係密不可分。我們以數近,但脈衝數及唧聲長度不同,推測雌蟋蟀應是以此時間特性(如脈衝數、唧聲長度)辨別同種。另一方面,以黑蟋蟀作為研究對象,觀察並繪製出其聲音行為模式,研究結位錄音筆及電腦軟體分析並比較台灣北部4種常見蟋蟀的聲音,結果發現此4種蟋蟀的聲音頻率接果顯示雄蟋蟀以呼喚聲吸引雌蟋蟀,再轉發求偶聲並進行交配行為。而此行為模式可用來作為之後干擾實驗的對照,以便以各種干擾物干擾,研究蟋蟀的生殖行為受到何種感官影響。結果發現蟋蟀的生殖行為主要受到雄蟋蟀的聲音支配,而雄蟋蟀則以嗅覺辨別雌蟋蟀位置,決定下一步行動,與視覺較無關係。

液滴碰撞-撞出能量新觀點

本研究著重在觀察水滴的碰撞,以微量滴管控制水滴質量由0.01g~0.05g漸增,以高速相機拍攝,紀錄極短時間內的碰撞過程,而後將照片分析,求出碰撞前、碰撞後動能變化,計算出動能損耗率,最後以圖表呈現數據,找出其中特別的發展趨勢。實驗結果發現:(1)水滴碰撞後融合或分開的機率受質量影響;(2)在碰撞後動能損耗率方面,主要受水滴質量、入射速度、碰撞參數對水滴粒徑比例、碰撞後融合或分開等,皆有影響,並集中在50%~80%之間;(3)水滴在碰撞後動能竟然增加了!深入研究發現可能與表面位能的釋放有關,並推導出相關公式驗證。

極限應用

極限在近代數學中無異扮演者極重要的角色。但是在高中數學介紹了極限之後,我們卻很少找到實際去應用的例子。有很多例子本可用極限的概念作一典型的描述,但是數學課本一直避而不談;我們看整個課程,除了切線、導數一部分採用極限的作法,極少數是以極限為立論的根據。並且在一般學生的概念中,對於極限的定義都似懂非懂,原因是在於其抽象的證明。今天我們希望能藉此件作品來引起大家對於這個部分的重視,我們盡量少用證明,而多用實際運算來作這一些題目。我們只要先把握住一一一個(數列(點列)若收斂,則極限唯一)一一的觀念就可以做好下面的問題。

向氧說不!─談油脂的自氧化及抗氧化劑

去年暑假經過聯考的奮戰之後,大伙兒決定到麥當勞辦個慶功宴!在大塊朵頤、啃著炸雞的同時,看到廚房中一大桶的作雞油,這使我們想到,近來食用油脂的健康越來越受社會大眾重視,我們便決定要對油的自氧化過程加以研究。