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高中組

多刺祼腹蚤之研究

本研究以多刺裸腹蚤(Moinamacrocopa)進行觀察,實驗一對水蚤型態觀察得知:雌雄之差異可從第一觸角及育兒囊辨別、在3齡時有抱卵現象,行孤雌生殖。實驗二不同光質對於水蚤生長影響結果:水蚤在紅光、LED紅光、日光、黑暗組中生長良好,綠光與藍光中生長較差。實驗三水蚤在不同酒精濃度下活動得知:8%以上酒精中會死亡,4%酒精之環境有昏迷甦醒現象,2%酒精無明顯昏迷現象。實驗四進行水蚤體內酒精去氫?活性測定,檢測體內酒精去氫?活性顯示:水蚤酒精去氫?活性隨酒精濃度(0﹪→4%)明顯降低,推測因代謝酒精會降低或抑制酒精去氫?活性,避免酒精代謝物對生物體的負面影響。綜合以上結果,藉由酒精去氫?活性可作微環境耐受性之試驗模式,期望可應用於環境指標之試驗生物。

海洋中漂渺不定的旅行者-漂沙

海岸周遭的變化隨著日月星辰的徒行而改變著,海灘上的波浪與沙子也隨之受到改變,在不同的速率侵蝕堆積下,產生了不少的新生地,同時也可能造就新的海岸風貌、無論是人為或是自然而生成,都對人類的活動產生些不同的影響。本實驗使用了大型的玻璃水槽,在其中放置沙子,改變其擺設角度,或是進一步的控制其中之水量,使用自製貣波器,讓沙子在水中模擬海岸的變化,觀察其中漂沙的演變以及模擬新生地形成之初的演變過程。然而,新生地的形成範圍之廣,海岸工程也不免是門浩大的學問,自然與人為各有其利弊,在只有一個地球與有限的沙灘土地上,種種的可能性有待我們去探討與深入研究,所謂世界景觀無奇不有,但這也要有心人去發現才得以窺知全貌。

揭開抗輻射奇異球菌的神秘面紗--初探抗輻射奇異球菌之抗紫外線機制

抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)是一株具有高度抗游離輻射與紫外光的細菌,我們使用從食品工業研究所購得之抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans BCRC12827),利用基礎的分子生物技術,以釐清奇異球菌抗輻射的機制為目標來設計一連串的實驗。包括碳源鑑定、碳源最適化分析(最佳碳源濃度/最適抗紫外線作用強度)等,再將這些基本的特性設計進階的分生試驗來找尋我們想知道的答案。本實驗結果顯示抗輻射奇異球菌之抗紫外線作用與S-layer protein有關;碳源的不同能帶給抗輻射奇異球菌不同對抗紫外線破壞的抗性,其中與細胞生長良好、多種蛋白質的產生、細胞壁的外膜S-layer protein的大量表現等有關;碳源利用率與所產生的色素和抗紫外線的破壞不成正比,推測抗輻射奇異球菌的抗輻射能力非單一因素有關。

對稱跳躍回原點

本研究主題主要在探討在一平面上給定 n 條直線 L1 、 L2 、 L3 … Ln ,若有一點 P0 ,作關於 L1的對稱點 P1 。 P1 又作關於 L2 的對稱點 P2 , P2 又作關於 L3 的對稱點 P3 ,…, Pn-1 又作關於 Ln 的對稱點 Pn , Pn 又作關於 L1 的對稱點 Pn+1 ,如此反覆對直線 L1 、 L2 、 L3…Ln 對稱點 P1 、 P2 、 P3 …,Pm ,在什麼條件下 Pm 會和 P0 重合。這個問題是起源於三角形復原問題:已知三角形三邊的中垂線,要如何作出此三角形呢?我們知道中垂線其實就是兩個頂點的對稱軸。因此,要作出此三角形,如果能先找到這個三角形的一個頂點當作起始點,然後依序對這三條中垂線(對稱軸)作出對稱點,而能再回到起始點,就可以作出此三角形。我先從二條、三條、四條直線的情形開始研究,再逐步推展到一般的 n 條直線的情形。在研究過程中,從線對稱性質,分析四條直線情形,發現任一點依序對四條直線作線對稱,可以簡化成依序對二條直線作線對稱。這個重要性質,對 n 條直線連續作線對稱可依 n 為偶數或奇數化簡成對 2 條或 3 條直線作線對稱。因此再回頭分析 2 條以及 3 條直線的情形後,發展出一種雙重起始點測試法,對給定 n 條直線,會重合到起始點的的條件以及作圖法。這種化繁為簡的方法,完整的解決了 n 條直線的複雜問題。

角力-秀姑巒溪口角閃石之破裂成因

秀姑巒溪口左岸的海蝕平台屬於都巒山層中的石門火山角礫岩,為海岸山脈的火山在淺海噴發堆積而成。其岩性屬於安山岩質,其中所含的角閃石具有許多裂痕。因此希望透過實地觀察量測與角閃石擠壓實驗來瞭解角閃石的裂痕成因。由周圍岩石的裂痕方向可以推知此地擠壓的方向為西北西、東南東,和文獻吻合。而在研究過程中得知角閃石的c軸是堅韌的矽氧四面體雙鏈延伸,而a、b軸上金屬離子較少的a、b位址最為脆弱,受外力作用時,易斷裂形成解理。經測量發現當地角閃石破裂方向在東西向及西北東南向分布各約30%,並由角閃石受壓應力破裂實驗結果推知:礦物受外力除沿本身結構的弱面即解理面破裂外,也有機會因為應力作用而沿特定方向裂開形成節理。

瓶中「迅」—探討於洗滌瓶中過氧化氫反應速率定律式的影響

一、 使用簡易的儀器-「天鵝型」的洗滌瓶,加上以針筒與針頭的進料裝置,輔以電子天秤測量排水質量,可以測量出較有效的反應速率值。讓一般高中學校的化學實驗室也能方便、減量(減少為1/50~1/10)、便宜、快速與準確的完成反應速率的實驗,並且不使用有毒性的水銀來量測氣體體積與壓力,達成綠色化學實驗室的境界,改善實驗室的安全環境。二、 本實驗量測到反應速率與濃度的關係: (一)有 R∝ [H2O2]1 、 R∝ [H2O2]1 × [Fe(NH4)2(SO4)2]1 、 R∝ [H2O2]1 × [KI]1 與各項參考文獻資料是相同的。 (二)二氧化錳加入的質量與反應速率有正向關係。 (三)碘化鉀水溶液是進行雙氧水測反應速率的較佳觸媒催化劑。

風塵僕僕、阻礙重重─自製風阻測定實驗

現實生活中難免少不了摩擦力,但流體-尤其是氣體─所造成的摩擦阻力卻往往被忽略。丹麥物理學家斯托克(Stokes)推導出當「球體」在高黏滯性流體中均勻運動且滿足低雷諾耳數(Reynolds Number)的條件時小球所受的阻力為 6πrηv。我們由此實驗獲得靈感,希望找到「圓柱體」在穩定流體中所受的阻力關係式。我們以圓柱體當待測物,並假設兩種可能的變因,分別為圓柱體底面半徑和圓柱體長度。然後設計實驗將條件不同的圓柱體以棉線連接,吊在壓克力中空管中,另一端繞過阿特午機,綁上砝碼,置於有防風櫥(防止氣流干擾)的電子秤上(電子秤須先歸零),以固定的風速從壓克力管下方吹送,穩定之後,紀錄電子秤上所增加的讀數。該讀數即為該金屬圓柱所受的阻力。另外取同樣的金屬球數顆,假設兩種可能的阻力變因,改變兩球的間距以及固定間距時球的數目。然後依照上述步驟測定金屬球所受的總阻力。經多次的實驗,分析所測量的資料,我們可觀察出待測物所受的阻力與某些變因有關。

PET與PLA共混材料之降解研究

目前從石油製造而來的傳統塑膠具有極難被分解的特性,而廢棄塑膠對環境及回收處理過程會造成許多汙染,已成為一項不容忽視的問題。實驗中利用日常生活中難以分解且極為氾濫的寶特瓶原料,聚對苯二甲酸乙二醇ploy ethylene terephthalate (PET),摻入具有生物可分解特性的材料聚乳酸poly lactic acid (PLA)。在固定PET之含量下,以不同比例之PLA進行共混後,製作成膜,以豬胰腺脂肪酵素Lipase from porcine pancreas,TypeⅡ (PPL)進行降解。 本實驗共分兩階段:第一階段實驗中,將共溶劑揮發製膜進行降解,但由於溶劑法所留下的孔洞,影響了降解速率;因此,在第二階段實驗中,改以熱壓的方式製膜解決孔洞問題,並進行降解。 結果發現:將PLA與PET混合後,確實可利用生分解材料PLA可被分解的特性牽引傳統塑膠材料PET進行分解,進而大幅度地減短PET分解所需的時間,而當PET與PLA皆為3% 時降解情況最佳。

金屬腐蝕與環境

近幾世紀以來,由於工業革命的成功,金屬材枓在我們的生活中造成了舉足輕重的影響,在我們周遭一定不難教現金屬的蹤跡。大多數的金屬在大氣中或腐蝕介質中,因它們的熱力學性質是不穩定的,有自發腐蝕破壞的傾向。而台灣位於亞熱帶地區,氣候潮濕且高溫,又近年來由於工商業發達,工業及汽機車廢氣造成了普降酸雨,使建材和機具皆暴露在惡劣的環境中,影響建築及公共安全問題甚巨。因此研究腐蝕及防護腐蝕,不單是科學技術問題,更是關係到保護資源、節約能源、保護環境、保證安全生產的重大社會問題相經濟問題。

免用墊片刀具柱

(一)隨著機械的進步和生產時間的爭取,古人曾說:時問就是金錢,節省越多的時間,才有更多的時間去賺更多的錢。 (二)在做車床工時,總是覺得裝刀或換刀具的時間過久,並且使刀具對正工件中心的時間過長。 (三)在對正中心時,要準備很多厚薄不一的墊片,而且在攜帶上不方便,選擇墊片也需要浪費一些時監。 (四)刀具對準工件中心,為什麼不能夾一次刀就完成?而是要很多次才能完成。 (五)基於以上的原因,於是決定設計一種可以解決以上問題並保有傳統刀具柱原有的強度和功能的刀具柱。