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生活與應用科學科

含羞草的避震效應

本實驗分別以水滴及擺鎚敲擊含羞草的關節,試圖測量究竟多大力量才會引發含羞草的觸發運動。結果發現三級關節最敏感,一級關節較遲鈍,二級關節則無反應。當經由水滴滴在羽軸以檢測含羞草觸發運動的敏感度變化時,發現一級關節在夜間反應率比白天高很多。進一步以擺鎚直接敲擊一級關節,發現其敏感度日夜間無甚差距。此外在小葉都是閉合的情況下,敲擊羽軸以檢測一級關節的反應;結果日夜間也差距甚小。我們推測在小葉展開時,敲擊的作用使三級關節的葉枕萎縮;當作用力透過羽軸、葉柄傳遞至一級關節時,三級關節的的葉枕如同避震器一般藉由變形而削減了作用力。這個推測透過比較小葉展開與閉合時一級關節的敏感度而證實。藉著測量一級關節在小葉展開與閉合時最低作用力矩推算,每經過一對葉枕大株含羞草大約可以削減 1.8~2.2%的作用效應,小株含羞草大約可以削減 6.1~8.5%的作用效應。

黃金激爆之PLED!!

利用化學合成法合成出聚苯胺及 MEH-PPV,經過一連串的製程作出高分子發光二極體(PLED),再用 I-V 儀量測。實驗中以聚苯胺及 MEH-PPV 的薄膜厚度為變因,進行實驗。 電壓值為 10V,量測樣品通路上的電流。一開始電壓在跑時,量到的電流都為 0A,所得到的圖形為一水平直線;當電壓到達一個值時會向上爬升,但爬到一個階段後圖形呈現鉛直掉落至電流為 0A,圖形又恢復成水平直線。過程中看到了薄膜厚度對樣品確實有影響,又鋁電極的厚度不能承受過大的電壓,所以,用銦粒壓在元件上藉以保護。 Using Chemiccal polymerize PANI and MEH-PPV make through a series Polymer light emitting diode(PLED)Produce.then using I-V meter surveies. PANI and MEH-PPV change of thick proces.Experiment design I-V volt for meter conduction of current of sample .The voltage moving.First meter current is obtaining the figure is horizontal when voltage increase to a special value , but increase a while , the current will fall down to zero volt. Figure will go to horizontal that sample will change .Thick is different,and aluminum cathode can not suffer too much voltage .otherwise will burn.

齒如含貝-以蛋殼等常見材料自製牙膏

人們使用牙膏來預防蛀牙、去除口臭及美白牙齒,得到更多讓牙齒變健康的效果。牙膏的製作過程中添加了許多不知名的化學物質,誤食或長期使用都對人體有害,它的水溶液排到河川裡也會影響生物的生存。即便書上有介紹如何自製天然牙膏,但其所使用的材料都是較不容易取得的。所以我們希望研發一種環保且效果好的牙膏,於是我們使用了玉米澱粉、蛋殼粉、食鹽、茶籽粉及米糠粉來製作牙膏,並與市售潔牙材料進行比較。透過螢光劑、摩擦力、無毒、碘酒變色等14項實驗,發現自製牙膏與市售潔牙材料的結果各有所差。我們所使用的材料成分都是家中方便取得的,所以大家也可以在家中調配出來,大家一起為地球盡一份心力吧!

燃燒吧!花生米~火箭罐卡計在熱量測量上的應用

食物的養分單元有一個示範實驗,測量洋芋片所含的能量。利用課本的方法做完實驗,不論花生米或洋芋片,大部分的熱量都會散失。 我們在荒野活動時學到了火箭爐,想說可以利用火箭爐,來製作熱量測量的卡計。火箭罐卡計將原本散失的熱量,用內外罐間的水吸收,因此熱量準確率大幅提升。純氧可以幫助燃燒更完全,花生米及洋芋片的熱量準確率都超過9成,以此來測量食物中的熱量,非常可行。 由於我們使用的火箭罐卡計,在食物熱量測量上獲得非常好的效果,因此我們修正了部分構造,完成了簡易火箭罐卡計的設計圖,並依據這個設計圖製作了一個模型。如果有廠商願意幫忙生產這個實驗裝置,全國的國中生,就有一個非常簡易且準確的熱量測量的實驗器材了。

水舞太極之氣泡聲光魔幻秀

在看到電視節目有裝飾用的水槽,一直冒泡,為了要發展更多的樣式,我們就展開了研究。首先用不同管徑的器材來產生氣泡,發現管徑小到一定程度時氣泡就不能再小了;接著測量氣泡到各方向所受的壓力,結果發現下方的壓力較大,上方的壓力較小,便會形成圓錐形像水母的樣子;水流沖擊氣泡的時候,大氣泡會破裂成小氣泡並隨著水流方向來偏移;氣泡經過漩渦邊緣時會隨著漩渦來旋轉,氣泡在漩渦中間時會被鎖在中心附近旋轉;不同的氣泡破裂時會產生不同頻率的聲音,氣泡越小頻率越高;橡皮球噴出適當比例的水及氣體時,會產生環形氣泡;氣泡在凹凸不平的表面容易附著。根據研究的結果,加上燈光效果就完成了氣泡的聲光魔幻秀。

搶救地球±2℃—風動全球

瞭解自製的簡易風力產生器系統內風力強度的分佈情形並量化風力大小與發電量的關係。此風力產生器對應的發電量,會因風扇位置的相對應而有其對稱性,此對稱關係會隨著所開風扇的個數而隨之降低。風力強度有隨距離遞減的趨勢,而不穩定流會因風力產生器邊壁的關係在距離風源15 cm最嚴重。如需較強的風力利用,則在近風源10 cm處可最有效率使用。在旋翼的設計上,如欲產生較大功率,葉片數目以長5 cm、寬4 cm、數目4片為最佳。水平軸的旋翼設計可知葉片愈短愈費力省時,反之葉片愈長愈省力費時,因此常見台灣目前所使用之風力發電機組皆為超大風扇葉片。在垂直軸的葉片設計上,發電功率不及水平軸,但卻有不必考慮風力來源方向的好處。

全台手「腐」

這次研究的目的是成功做出好吃豆腐。我們查到四種做豆腐的材料,檸檬汁、石膏、鹽滷、葡萄糖酸內酯,其中鹽滷是我們覺得最適合的,容易購買,也不會有澀澀、酸酸的怪味,吃起來還甜甜的。 為了把豆腐硬度的感覺變成科學數據,我們設計了「測硬度計」,用科學的方法測硬度,方便我們調整變因。 我們發現做豆腐的兩大難關就是豆漿濃度和鹽滷的量,所以設計了「豆皮判斷濃度法」和「鹽滷水量對照表」,幫大家用任何牌子的豆漿成功做出豆腐。 我們還發現不同的豆漿溫度、沖鹽滷後放置時間、壓豆腐時間都會影響豆腐硬度,大家可以根據自己的喜好做調整。最後我們設計了一套『做豆腐流程』,試做過的媽媽都覺得很不錯,這樣就不用擔心會吃到黑心豆腐囉!

POP 蹦!!!

本實驗利用玉米粒加熱會爆開變成爆米花的原理來測試,因為加熱會使玉米粒內的水分、氣體膨脹,當玉米粒的外殼承受不住時玉米粒就會爆炸成爆米花。實驗中發現,以白沙(加蓋)加熱是最快的,因為白沙受熱較平均,比熱較低使得加熱速度較快、且具有足夠空隙供熱對流,導致玉米粒較快爆炸。最終發現以鋁箔紙包覆玉米粒的方式會讓爆米花的形成較大顆,原因是因為將鋁箔紙包住玉米粒加熱時,其中約占玉米粒2成質量的水氣與部份物質將蒸散衝出,造成鋁箔紙內的壓力變大,也因此使得爆開時爆米花會變得比較大顆。

傳聲筒之五四三

本研究主要探討傳聲筒傳聲的最佳條件,如:距離、材質、表面粗糙程度,及不同角度時筒壁和筒長間的相互關係,期望能找到傳聲筒角度和長度之間的最佳比例。在前四個實驗中發現,當距離愈短、入射角=反射角、愈光滑和堅硬的物質,對聲音的傳播較有利。基於此發現,進行實驗五與實驗六,利用塑膠PP板和厚紙板做的集音管,並不會和音源產生共振的情形,而集音管口直徑達到3公分時,能測得最大音量。最後,依此條件設計實驗七,用手繪圖稿和三角函數,找到不同夾角的傳聲筒與筒壁長度的比例關係。結果證明,傳聲筒並非大聲公,無法使音量變大;最佳傳聲筒:當夾角4゚時筒長為41公分,6゚時筒長為32公分,8゚時筒長為18公分,10゚時筒長為23公分。

奈米金屬粒子的研製及其後續應用

本研究主要利用最簡易的金屬還原法研製奈米銀及奈米氧化鐵粒子。而奈米銀主要在隱形的研究,因直徑 200~400nm奈米粒子對部分紅外線波段有吸收的效果。所以本實驗針對這現象設計用熱電偶的探測設計來探討奈米銀在隱形上的研究。另外奈米氧化鐵將其應用在奈米藥物輸送的領域。主要是將藥物包裹奈米氧化鐵粒子,藉著外在磁場的導控達到患部治療,所以奈米氧化鐵的研製在本實驗是極為重要的。界面活性劑的選擇影響實驗很多,界面活性劑有防止奈米金屬粒子團聚的效果,所以無毒、成本及長效性是主要的考量。奈米銀填充於布料將可製作隱形衣及去毒製品。而奈米氧化鐵在後續的氧化處理及其表面沾黏物(藥物)的生長,將可製作奈米探針及藥物,是個很不錯的應用。