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國中組

一覽無遺 - 氣孔計數法的改良

傳統的氣孔計數法,必須在顯微鏡下計算一小塊表皮中的氣孔數,再用此樣區推測全葉的氣孔總數,過程繁瑣、應用也缺乏彈性。我們希望能簡化過程,也讓調查更有彈性,所以我們嘗試使用單眼相機直接對整片葉片微距攝影,希望能一覽無遺的將所有氣孔粒粒分明的紀錄在一張相片中,以利後續研究與應用。結果顯示,第一,直接用微距攝影拍照就可以拍出全葉的氣孔系了,不需要顯微鏡、不用撕表皮或做印膜,能大大的簡化流程;第二,可以在直拍照片中直接計數全葉氣孔,也可以在直拍照片中劃設位置精確的樣區,能用來任意分析比較各樣區,使調查更有彈性;第三,直拍照片可使用軟體自動分析來計數氣孔系數量,有望減輕人力負擔。

百家 「蛛」子 -大姬蛛幼蛛擴散之研究

本研究主要是探討大姬蛛的生態功能。在實驗地發現,大姬蛛最常出現在校園活動中心左側樓梯的窗框,其他自然環境中數量較少。檢測大姬蛛結網的微棲地狀況,其大姬蛛的移動狀況以及數量,與照度和風力的相關性不高。在棲息地發現,大姬蛛大多產有卵囊,每隻產的卵囊數量不一。為了解卵囊中幼蛛產出後的散佈軌跡,研究中設計實驗箱,放置卵囊,並且在卵囊中的幼蛛孵化後,每日記錄其移動位置。以GGB的數學軟體,標定其不同幼蛛每日在蛛網上的位置,進行散佈模式探究。此外,為了解幼蛛在離開蛛網後的擴散情形,研究中以壓克力線仿蜘蛛絲線,並製作風洞以不同的風速,探討幼蛛可能的滑翔軌跡。

塑膠發電–PLA水解之燃料電池研究

本實驗主要利用PLA水解形成小分子乳酸,作為燃料電池之燃料,找出PLA塑膠水解可行方式,並使其再循環產生能量,減少塑膠產品對環境之汙染。為尋找PLA分解之最佳方法,以溫度和溶液種類為變因,發現PLA水解率隨溫度增加而上升。其中以氫氧化鈉溶液前處理再置入乙醇中水解有最佳效果。後續改採熱熔方式直接將PLA與氫氧化鈉混合加熱,可將PLA完全水解,以上述PLA水解溶液作為燃料電池之燃料。自製燃料電池分別以氧氣與PLA水解液為正、負極,鍍鉑鎳鉻絲為電極,0.7M氫氧化鈉溶液為電解液,同時以氧氣供應裝置優化,電壓可達0.85V。PLA雖為可分解性塑膠,現今仍無良好之處理方式,此自製乳酸燃料電池可提供PLA塑膠分解與利用之新思維。

水中搖搖搖-探討節拍器在水面上的同步現象

我們的實驗是為了瞭解我們設計的變因對於節拍器同步時間的影響。我們的變因有:節拍器的放置環境、是否放在泡棉板子上、改變節拍器的頻率、距離、水量和水深。從我們的實驗結果得知,節拍器放在桌面上比在水面上更快達成同步;在桌面上的同步所需時間:直接放在桌面上<同一泡棉板子<不同泡棉板子;在水面上的同步所需時間:同一泡棉板子<不同泡棉板子;節拍器的頻率愈高、節拍器之間的距離愈短、水量愈少、水深愈深,都愈快達成同步。 當節拍器頻率為120bpm時,我們使用不同的水盆,並改變水的深度,發現節拍器只有在紅色方形水盆中,水深為5公分時,在水面上比在桌面上更快達成同步,所以我們推測是因為駐波而產生的現象。

指紋中的性別密碼-寧海德林法最佳化與性別辨識之探討

本實驗有兩個主軸,一為探討寧海德林試劑條件的最佳化,另一則為探討以寧海德林法在指紋中分辨男性、女性指紋的可能性。從如何採取人體指紋開始,我們針對每個環節進行篩選,發現在流汗的狀態下指紋中有相對濃度較高的胺基酸。我們由警政署的寧海德林法配方做改良,亦加入了一些變因探討,最終將其應用於不同性別指紋的判別。另外,我們也嘗試模擬在不同材質表面留下的指紋,以求實驗的廣用性;亦在寧海德寧試劑中添加不同離子,期望可以透過顯色的改變以強化男性、女性指紋顯色的差異並以肉眼辨別之。雖然在不同材質的表面之應用與添加不同離子的試驗中結果不如預期,但本實驗仍提供一個簡易、辨識度佳的寧海德林檢測法,可以從指紋的顯色情形輔以影像處理來分辨男性、女性的指紋,亦可由此推測男性的指紋中含有的氨基酸濃度相對較女性高。

「分」散,「離」散,好聚好散

本研究主要探討分子與離子在不同溶液中散布情形的差異,將紅墨水與過錳酸鉀滴入不同溶液中,藉由即時錄影的質性分析觀察不同變因下的散布情形,再利用自製感光裝置的量化分析進一步測得散布速率的差異。 研究發現,紅墨水滴入水中的散布情形與容器的截面積大小、落下高度和水溫有關;滴入不同水溶液時,水溶液的密度是影響其前半段時間散布情形的關鍵。研究亦發現,當水溫在40℃以上時,過錳酸根離子的散布速率會明顯大於紅墨水色素分子;當紅墨水與過錳酸鉀滴入相同濃度的氯化鈉水溶液時,過錳酸根離子的散布效果也會優於紅墨水分子。

正多面體表面移動及一刀斬所形成的截面

此研究探討螞蟻在各正多面體按特定行進規則進行表面行走之最短路徑,以及按照特定的截面規則將正多面體(柏拉圖立體)一刀斬後分割成二部份,觀察其所形成的可能截面變化,並利用Geogebra等電腦軟體模擬繪製,藉此協助我們計算正多面體分割成的截面周長與面積,進而推導出其公式及觀察截面大小之變化關係。

探討速率及添加鹽類對Antibubble的影響

本次研究探討速率及添加鹽類對反泡泡成功次數與生存時間的影響,我們發現: 一、 成功次數最高的基礎變因為:水與洗碗精重量比100:1,吸管外口徑寬度0.6cm,入水角度垂直水面50度,吸取水量高度離管口2.5cm,吸管距承接液面高度0.5cm。 二、 吸管滴下液體速率在12.2~14.8cm/s之間,可成功產生反泡泡。 三、 滴入的間隔時間及加入食用色素,對反泡泡成功次數與生存時間的影響並無影響。 四、 隨著鹽類的莫耳數增加,成功次數及存活時間都明顯下滑。 五、 最佳成功次數取決於陰陽離子價數,一價優於二價;最佳存活時間長短取決於離子價數與適當的離子半徑。 六、 添加鹽類後,黏滯性並非影響存活時間的主要原因。

親疏有別—水滴在親疏交錯界面之運動現象探討

當水滴碰撞親疏交錯界面,直線、弧線及螺線親疏線條決定了水滴鋪展收縮的對稱形態與受力,研究發現水滴有分割、彈跳、移動、旋轉等多樣化運動現象,接著以此基礎提出「水滴移動猜想」並且驗證成功水滴置於 繪有親水弧線道的疏水振動平板上,會因為持續的不對稱鋪展收縮產生了振動-移動現象,且和水滴大小、振幅頻率、親疏線型、平板材質、張力黏度、角度…有關。本研究亦嘗試控制水滴使其產生繞圓周、直角過彎、 爬坡下坡等現象,更測試出「懸吊」水滴的振動-移動。最後,針對其形態、受力加以分析,提出模型予以解釋。

「胭」「脂」來者不如今也

至今未有一款完全可食用又不對人體造成危害的口紅,本研究嘗試尋找生活中易取得的食材製成可食用、天然的口紅。首先參考並比較網路的做法進行改良,將其中化學色粉改為食用級天然色粉,發現天然色粉須使用隔水加熱法進行配製,因天然色粉由植物乾燥脫水研磨而成,其中所含天然色素的化學性質各不相同,本研究嘗試添加適量天然乳化劑使自製口紅更均勻顯色。此外進一步測試自製口紅品質,測試項目包括溫度、硬度、防水、沾杯及持久度等,並使用ImageJ程式進行口紅有效顯色比例及口紅均勻度量化分析,總結各項測試得出最顯色、不色衰、且不脫妝的口紅配方為:椰子油4克、維生素E0.4克、蜂蠟2.1克、天然乳化劑0.2克、色粉0.8克。