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神奇的穿越術

本研究透過實測,找出實心圓穿越空心圓張開的最大值,並歸納出比值,再利用畢氏定理將此通則發展成公式。藉由空心圓直徑與空心圓張開最大值的比值所發展出的公式,預測實心圓可以穿越的最小空心圓直徑,並將本研究發現的公式應用在日常生活中,例如:撲滿、收納袋、收納箱等。

有「球」必應的泥菩薩

為了減輕水泥塊的重量,我們找了六種輕隔間(又稱中空樓板),傳導實驗中,保麗龍球25的傳導效果最佳。物體大小的影響比較中,保麗龍球12的各種效果比保麗龍球25好。在不同體積測試,保麗龍球25的體積最大,無添加的體積最小。隔音實驗乒乓球12的效果最佳。熱輻射實驗以市售的效果最佳。耐震度實驗乒乓球12的效果最佳。多層方格測試果實25的各種效果比果實30好。耐熱測試保麗龍球12的效果最佳。回溫測試果實30的回溫效果最佳。乾燥實驗保麗龍球12的乾燥效果最佳。升溫實驗,無添加的效果最佳。碎裂實驗,乒乓球12最不容易碎裂。反潮實驗,果實25反潮效果最佳。從實驗中可知,6種水泥輕隔間有好也有壞,無添加的缺點仍然很多,期待今後的研究。

坡地土石災難成因的探討-以特富野和觸口為例

為了瞭解土石災難與崩塌的關係,和影響崩塌的因素,並提出改善建議,使崩塌造成的土石災難降低,因此經由野外地質調查、土石災難因素的實驗得到以下的結果: 一、特富野村曾文溪兩側的岩層是砂頁岩互層,差異侵蝕很明顯,區內有兩處崩塌較嚴重的地方,豪大雨時要多留意。 二、觸口附近八掌溪和腦寮溪兩側的有很多處崩塌,阿里山公路36K處是崩塌最嚴重的地方。 三、坡度越陡,沖蝕量越多,可見坡度與崩塌量有關係。 四、下雨時降水量與坡地的崩塌有關係,水量越多,沖蝕量越多。 五、我們發現堆積物的體積越多,豪雨後沖蝕量越多。 六、從野外調查與實驗證明,擋土牆可以減少雨水沖蝕,還有在崩塌較嚴重河道建造防砂壩可減少造成土石災難。

一二三犇牛山,山上尋找古海灘-碎屑化石密集層與油氣環境之探討

本研究對象為台南市牛山剖面六重溪層內碎屑化石密集層,透過野外調查與模擬實驗,分析六重溪層上部化石密集層,與下部油氣儲集層關係,並推論牛山地區古今的地理環境。 我們發現這些密集層的化石種類,具有相似的地質現象,因此重建碎屑化石密集層間的關係 ;並採集沙灘現生貝類與觀察碎屑分布,透過破壞實驗與水流實驗,了解貝類被破壞成碎屑 的能量,與碎屑被搬運堆積的過程。 本研究針對岩塊孔隙率測量,提出獨創的浸沒白油法,並與專業儀器測得孔隙率之砂岩比較,證明具備準確性。透過高解析度的電腦斷層掃描圖,分析砂岩中孔隙的分布情形;並推測六重溪層下部油氣儲集層,其地層條件與上部碎屑化石密集層類似,為膠結較不緻密的鈣質砂岩地層。

石蓮營養繁殖的探索

石蓮是一種CAM植物,與C3或C4型植物相較,CAM植物對於水分、二氧化碳的利用及光合作用都有獨特的方式。本研究透過對這些光合作用的因子,以及植物激素、基質等因素,探討它們對於石蓮葉營養繁殖的影響。經過各項實驗後,發現石蓮葉片處在多水的環境、正常光照的環境或是施予低濃度的GA溶液都有助於發芽生長。反之,高濃度的二氧化碳和乙烯對於石蓮的萌芽過程,是有抑制作用。若以培養土代替泥土作為栽種石蓮的基質,也有助於幼芽的發展。此外,在葉片上若有些小缺陷,是不足以妨礙石蓮的發芽生長,但是如果已有大面積的缺損,還是會阻礙它營養繁殖的功用。同時,我們也依據上述的結果提出一些石蓮栽種的建議。

「透」得快又多,真正「補」得「注」

我們以「大潮州人工湖」為起點,探討地層透水性的相關問題。實驗的地層分為「分層堆疊」和「混合堆疊」,地層組成物質泥、沙、石的比例有「1:1:1」、「1:1:2」、「1:2:3」、「2:1:1」、「3:2:1」5 種,實驗結果顯示「分層堆疊」是以泥、沙、石比例為「1:2:3」的透水速率最快、透水量最多;「混合堆疊」則是比例為「1:1:2」和「1:2:3」的透水速率最快,透水量也非常多,這和「大潮州人工湖」的選址想法相符合。泥、沙、石比例是「3:2:1」以及「2:1:1」的地層透水速率相當慢,說明地表泥層很厚的地區遭逢暴雨時,水來不及滲透和宣洩會造成水患,超抽地下水引起地層下陷又讓問題雪上加霜。

「銅」「鋅」協力

追本溯源找到伏打當時發明出的伏打電池,我們開始就追尋研究伏打電池之旅,一一找出水溶液導電的答案,伏打電池具有環保、省電節能又減碳的特性。因此我們使用常見的飲料進行研究,實驗變因有不同水溶液(電解質)、不同材質的金屬片、不同材質的鹽橋、不同排列的組合層疊,都可能影響電池電壓的因素,進而發現不同的金屬和鹽橋層疊而產生的「電位差」而有不同的電壓和電阻,特別的是我們發現堆疊的【鋅+不織布(食用醋)+銅幣】層數越高,產生的電壓就越高,但是堆疊到一定的層組數後電壓會開始下降,所以堆疊層組數越高,電壓不一定會越高,有一定層組數的限制;同時發現每組電池的續電力,也會隨著鹽橋的溼潤度減少而持續下降。

寓濁於清

基隆,總是演奏著多雨的篇章,雨水帶來生機,卻也造成影響。在下雨的日子裡,發現原本清澈的瑪陵溪水,水位上漲、溪水汙濁。透過氣象局雨量資料,與我們下雨天進行溪水採樣的結果相比較,發現當雨量增加時,溪水的濁度也同時增加,而溪水中的懸浮物質也呈現增加的現象,證實雨量影響到溪水的濁度與懸浮物質濃度。 河川的整治為降低河川氾濫的發生,但對溪水造成的影響與下雨的情形相雷同,甚至更嚴重,溪水的濁度與懸浮物質濃度的數值遠大於下雨時的數值。對於水生生物而言,無疑是產生緊迫,經實驗發現汙濁溪水影響溪蝦的攝食,甚至產生病灶。透過本研究可提供給相關單位,在維護河川環境、保障人民安全的同時,對自然生物的保育也應須考慮。

戰〝顫〞兢兢-抑制水族箱中顫藻生長之研究

顫藻是全世界分布最廣,種類最多的浮游藻類,雖屬於原核生物界,但具有葉綠素行光合作用;在水族箱中若出現顫藻,會產生異味,並影響水族箱中的清潔與美觀。本研究是藉由改變水族箱中的照光、水蘊草、金屬離子、飼料、溶氧量、二氧化碳、硝化菌和餘氯等環境因子來嘗試抑制顫藻的生長並進行實驗比較。研究結果發現:照強光、水蘊草數量多、飼料少、水中含有銅或鋅等金屬離子、以及增加水中溶氧量都可以有效抑制顫藻生長,但考量對其他水中養殖生物的生存條件維護,建議家中水族箱可以添加照光設備、持續打氣、添加硝化菌、種植足夠數量的水蘊草、並適量餵食飼料,便可減緩顫藻的生長,達到長時間維持清澈水質的功效。

看誰「ㄍㄧㄣ 」得久~探討冰和冰棒棍的表面效應與外界環境因素的影響

水有三態變化,液態、氣態及固態。平常我們常食用的冰品會因為溫度升高而溶化,由固體轉變為液體,難道只有溫度會影響冰的溶化及掉落嗎?還是有什麼不同的因素會影響冰的溶化及掉落呢?因此本研究設計了不同的實驗,來探討冰在各種不同的變因之下(冰棒棍刻紋、原料溶液、濃度、風速、風溫、水溫、容器中、冷劑添加物等)觀察冰的溶化及掉落情形。