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國中組

東搖西擺

時間的測量,老師教大家作單擺測試,最後終結是單擺具有等時性,在鉛垂平面內的振盪運動具有規律性週期。平面單擺當振幅夠小時,擺的振盪可近似「簡諧運動」,此時振盪週期與振幅無關。但如是否受磁場改變、科氏力、擺線材質即不規則擺錘之影響。此外還有些特殊的單擺,如Y 型擺、平行擺,其中Y 型擺之擺長的相互比率對其週期和軌跡的影響。而平行擺方面則探討擺長、擺重、擺角對軌跡及週期的影響,並研究分析誤差發生的原因,以求取得最接近真實的數據。

甘泉井的前世今生-探討甘泉井的形成機制及觀音地區地下水分布情形

本研究主要是探討甘泉水(自流水)的形成,首先,以約半年前所規劃的路線及鎖定的測點,進行實地觀察及紀錄共三次,並將紀錄的資料加以整理,將結果以電腦軟體加以立體化,將得到的九張圖整理分析,在與實地觀察的結果,可得知甘泉井(自流井)形成的兩個原因,(一)由九張圖可得知,甘泉井為低窪處,南方及東南方地勢較高且均為受壓地下水層,水由高處網低處流的原理,便是甘泉水為自流井的原因之一。(二)以實地觀察的結果發現,再甘泉水旁約一百公尺處,發現一水源觀音溪,由於觀音溪與甘泉水的距離不遠,所以不排除觀音溪的水注入甘泉井,使觀音溪為甘泉井自流的原因之一。

目不轉「晶」—探討海藻酸鈉薄膜的形成與其相關應用

我們探討不同價數陽離子溶液與海藻酸鈉溶液來做結合成形,結果發現正二價離子效果最好,其中更以Ca2+較為穩定,而吸水度則以Co2+最佳。但二價離子中我們發現,氯化鎂溶液和海藻酸鈉溶液所形成的晶球不便觀察,故將氯化鎂不列入其他實驗當中。在實驗中我們發現,不同的溶液和不同的離液面高度,每一種晶球的直徑都會不同,但是重量卻不相差太多。將乾燥後晶球再行泡水一天。所呈現的海藻酸鈉晶球,已經跟原本的海藻酸鈉晶球不同,無法回復原本的型態。反向操作時,晶球的形狀得依照倒入溶液的方式來判斷形狀,所以反向操作形成的晶球為不規則形狀。而最佳的溫度條件則為20~30℃,但若要使晶球硬度最佳化則必須將晶球浸泡在離子溶液中90分鐘以上最好。

探討綠豆水抑制黴菌之效果與應用

綠豆在生長時會分泌抑制黴菌生長的物質,當溫度在22°C~25°C之間時,大約在開始生長後的2~3天就會開始分泌,在120 mL的水中放入120顆綠豆並泡3天的綠豆水中,而當溫度在25°C~29°C之間時,大約在開始生長後2天內就會開始分泌,在120 mL的水中放入240顆綠豆並泡3天的綠豆水中時抑菌效果最好。經過實驗的分析後,泡綠豆水中含有多種可抑制黴菌生長的蛋白質,其中主要的抑菌蛋白質的分子量在30 kD~50 kD及50 kD~100 kD 之間。經過電泳分析後綠豆水中至少有11種可能的蛋白質,分子量從約35 kD到超過170 kD,所以之後我們取分子量大於10 kD的綠豆水,並將其冷凍乾燥後,探討生活中的應用。

明天過後—溫室氣體的探討

要能明顯看出二氧化碳氣體造成溫室效應之效果,需以紅外線加熱器來當作熱源,選擇裝氣體的容器之體積亦不能太小且不能搖晃氣瓶以免內部溫度明顯上升造成起始條件的不同;添加氯化鈣可吸收水氣排除其影響實驗值的觀察。溫度的高低比通入氣體種類更能直接影響綠豆植物的成長,在較高溫環境中,綠豆成長較為快速。在 3.5%鹽水的實驗系統中,鹽水的體積膨脹係數為 0.00013(1/ )℃ 且在 4℃時的體積理論值為 145.477 ml 與實驗值 145.5ml相符,證明我們所設計簡易的測量液體體積膨脹係數的方法與工具確實可行且可充作教材教具,來說明海面上升的原因除了全球溫度上升造成極區冰層、冰川熔化,淡水流入海洋所造成的影響之外,海水因為溫度上升所造成的體積膨脹亦不可忽視。

不能說的”蜜”密—可見光與近紫外線光譜分析蜂蜜品質

蜂蜜真偽及其品質優劣在市面上引發不少問題,本研究以12件國內外市售蜂蜜為材料,進行蜂蜜飲用口感品評、7項物化分析實驗且與CNS品質規範進行比較,再將其結果利用可見光與紫外線光譜儀測定進行相關性探討,找出3個光譜範圍和3個特定波長可鑑別蜜種、產地和品質。最後將各樣本光譜吸收度作迴歸分析,發現同蜜種的R2值可達0.85以上,表示本研究光譜檢測法對於蜜種判別有不錯的準確率。此外,光譜資料與花粉計數實驗比對,可用光譜儀在272 nm黃酮類化合物吸收峰來對應花粉含量,用於判斷蜂蜜相關營養成分含量多寡。本研究綜觀蜂蜜口感評鑑、物化實驗結果與光譜分析得知:可將光譜分析用於鑑定蜂蜜蜜種、產地,並結合傳統檢驗以確認蜂蜜品質優劣。

翻轉正n邊形邊上點的猜想

本研究先在正n邊形邊上取任意點P、Q,將Q以P為中心旋轉正n 邊形內角度數θ得到Q’,P、Q進行移動,觀察Q’變化的關係與規律性;接續,將P、Q放在「複合正n邊形」進行探討。發現: 在某一範圍時,P、Q在正n邊形上移動時會形成特殊軌跡中空圖形,邊數分別為n與2n等兩類之多邊形,其邊長比一般化公式為l_1+l_2及l_1 、l_2;還有許多有趣的關係,像:1.軌跡圖形內角公式;2.當Q在頂點A上,移動P點,形成Q’之軌跡在「正n邊形外角平分線」上;3.Q在任意點上,則Q’之軌跡與對角線¯BD平行且等長…等,並證明之。 最後推出軌跡圖形參數式為 {xQ'=xP+rcos(θ水平夾角-θ) yQ'=yP+rsin(θ水平夾角-θ),其中tanθ水平夾角=(yQ-yP)/(xQ-xP ),r=√((yQ-yP)2+(xQ-xP)2),P(xP,yP )、Q(xQ,yQ )之通式詳見作品,結果可應用在掃地機器人及防盜系統上。

長腳捷蟻~迅速如雷的侵略者

長腳捷蟻的食性研究發現,液態食物中,對蜂蜜及果糖的喜好度最高,每隻約停留17 至18 分鐘;而在固態食物裡,以新鮮的果蠅屍體最為愛好,在放下食物時,3秒內,就將一隻果蠅屍體搬走。接著探討其攻擊行為中發現,在狹小空間,因為容易發現侵入種,也更能準確的噴灑蟻酸,導致對方死亡,致死率很高,特別是針對體型相近的大黑山蟻,會以最大量的族群數展開攻擊。最後,在翻巢實驗中,當外在因素干擾穩定巢穴時,工蟻除了迅速將卵、幼蟲及蛹搬離外,更有多數的工蟻進行混淆,干擾天敵發現卵、幼蟲及蛹的機會,這些行為皆表現出對幼體的保護以求族群的延續;實驗期間我們在偶然中,也發現長腳捷蟻為多蟻后形態,且每隻蟻后皆擁有可生產的地位。

避免污染之新穎製氫法

在國二的理化課程裡學到活性金屬與稀酸作用可產生氫氣,但在課本中並沒有介紹有關的實驗,老師說過去的教材有安排這方面的實驗,但由於氫氣的製備在實驗操作上有許多不便之處,因此將其刪除,十分可惜。於是進行以下的實驗,希望能改良現有裝置之缺點。

我擦、我擦、我擦擦擦 –摩擦力與滑動速度對摩擦帶電之影響

為了瞭解物體互相摩擦後的帶電情形,本實驗使用摩擦力實驗裝置及量測系統,以鐵金屬(Fe)及鐵氟龍(PTFE)為試片材料,在乾摩擦條件下探討摩擦力、滑動速度對摩擦帶電的影響。實驗結果顯示,PTFE/Fe 的配對下PTFE 的表面電位極高,而Fe 的表面電位幾乎量測不到。此外,在相同的滑動速度下,摩擦力愈大帶電量亦會隨著變大,表面電位約與摩擦力的1.65 次方成正相關。而在摩擦力固定下,帶電量也會隨著速度的增加而增加,表面電位約與滑動速度的0.77 次方成正相關。根據實驗結果,我們提出摩擦帶電與試片表面摩擦溫度有關,表面溫度愈高,對電子吸附能力愈強,可以試片得到較大的表面電位。