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佳作

探討空氣鳳梨吸收鹽類的構造與運輸鹽類的機制

本研究主要探討空氣鳳梨吸收與運輸鹽類的機制。首先,製作空氣鳳梨石蠟包埋玻片以觀察其表皮和內部構造。再來,分別以浸濕硝酸鉀水溶液的棉花包覆葉子不同部位,和對空氣鳳梨噴灑不同濃度的硝酸鉀水溶液,觀察空氣鳳梨在短時間內(1-3小時)與長時間下(14天)運輸硝酸鉀的情形。本研究發現:毛狀體是空氣鳳梨吸收鹽類的構造;空氣鳳梨吸收硝酸鉀後,短時間內會將其由高往低濃度區域運輸;長時間下硝酸鉀則由葉基部向尖端運輸,以抵抗高鹽逆境。最後,本研究提出空氣鳳梨運輸鹽類的路徑為:溶於水中的鹽類經由毛狀體進到植物體內,透過水的蒸散拉力將鹽類由葉基部運輸至尖端。未來,希望能以空氣鳳梨作為檢測環境汙染物與酸雨的指標性植物。

神磨之塔

為了減少實習課磨刀所消耗的時間,及提升刀具研磨的準確度,我們重新設計了一組刀塔「神磨之塔」,此刀座不僅能做角度偏擺(Yaw)及俯仰(Pitch),亦能搭配自製的砂輪機構,直接在車床上做準確的刀具研磨;我們利用Inventor 3D繪圖軟體,將零件各部位尺寸繪製明確,再以零件模擬配合檢查干涉,確定無干涉後,利用3D列印,將其刀塔實體化,並組裝進行測試。

防淤大作戰~探討水庫淤泥問題及其改善方法

本研究透過資料蒐集了解台灣的水庫現況,其中的13座民生水庫,平均淤積量已超過三分之一,因此,水庫的清淤刻不容緩。 經設計實驗探究發現:自然的水流不易帶走泥沙,需要大量的水流或攪動,比較容易透過水流帶走泥沙,達到排沙效果。 另外,發現運用洩降排沙時,壩體底孔開啟的閘門應該選擇接近泥沙和水的交界處,再使用適量的水就能達到較佳的排沙效果;並發現移動式虹吸的排沙方式,排沙效果較佳,是一項簡易方便的清淤工法,如果能再配合攪動泥沙的方式進行虹吸,排沙效果應該會更好。 最後提出建議:可以增加排沙道長度,讓不同工法排出的泥沙可在排沙道上流動一段時間,泥沙因沉降作用而分離出泥沙和水,再將較乾淨的水源導引至水庫內再利用。

亂中有序,始終如一~正六邊形光線循環反射規律研究

本研究主要探討光線由正六邊形一邊中點出發,經反射回到出發點形成循環反射的規律。其中發展了展開圖,藉由圖形不斷向外翻轉鏡射,以光射線出發後打到的邊為對稱軸,將多邊形及反射線段作線對稱操作,使入射路徑和反射路徑成一直線,所有線對稱後所得之多邊形會接續著將此一直線路徑覆蓋。運用標定座標的方式以記錄展開圖中光線射向,並探索展開圖中完成循環反射時的終點座標。運用將反射邊依序編號,方便記錄並計算反射的規律,以首段末位邊編號及累進段數的推算出完成循環反射所需的分段反射次數之通式,並藉以研究分段跨邊數、總反射次數及總跨邊數。並紀錄分段跨距串列,跨距規律及了解完成循環反射的通過點座標之規律。

深呼吸--孑孓與搖蚊幼蟲如何在水中呼吸和閉氣

水蟲呼吸主要透過氣管系統,新近發現透過血紅蛋白的機制可在缺氧環境中提高獲氧。戶外調查記錄8種孑孓和1類搖蚊幼蟲,室內錄影觀察發現孑孓和搖蚊幼蟲活動有明顯分層。量測呼吸管、氣管長度和氣泡大小,顯示其與孑孓在水中分布位置沒有顯著差異,但閉氣與氣管長度高度相關。竹生翠蚊、白腹叢蚊幼蟲和搖蚊幼蟲長時間停留水體底層;反觀家蚊、斑蚊則反覆上下移動至水表面呼吸。本研究假設底層活動的孑孓與搖蚊幼蟲具備類似的血紅蛋白呼吸機制以獲得氧氣,顯微鏡下觀察發現白腹叢蚊幼蟲幾丁質外殼內側充滿紅色素點狀物,且隨著調控富氧與缺氧而有色澤變化。現階段已成功增幅6種蚊幼蟲的血紅蛋白基因,未來將釐清血紅蛋白在孑孓呼吸所扮演的角色。

雙滾軸間的摩擦振盪

一次生活中的經驗促成了這一次的研究,我們探討了在不同狀況下(如:管重、管長、轉速、動摩擦係數、滾筒間的距離…。) PVC管的運動狀況。進而發現,理論與真實的差距,在真實情況,PVC管並不會是不斷在做S.H.M.,而是逐漸衰減,於是我們順水推舟,開始向PVC管的衰減率進行研究。最後,我們發現,管重、管長、轉速均不會影響PVC管的週期,與其相關的是接觸面間的動摩擦係數及滾筒間的距離。而後,再將結果與模擬進行比較,分析其差異之影響因素。

「藻」到「白」頭~綠藻(礁膜)褪白探究

在校訂課程清洗「遛海菜(礁膜)」時,耆老說沾染到露水的礁膜會變白,因這句話展開這次的研究。 我們探討不同來源水、日照、紫外線燈照、溫度、脫水時間等變因,再利用手機光譜儀與ImageJ軟體分析,得到以下結論: 一、浸泡過海水的葉綠素萃取液優於其它來源的水,其餘各來源水的差距不大,所有淡水接觸皆易造成礁膜褪白,並非僅有露水。 二、日照會影響礁膜褪白,紫外線對褪白的影響勝於日照;此外,以碘液檢測澱粉反應亦可是檢測指標。 三、氣溫對於礁膜褪白並無影響。 四、以海水清洗,脫水時間對於礁膜褪白無明顯影響;但以自來水清洗,脫水能明顯改善礁膜褪白。 五、澎湖日常清洗礁膜的方法,以海水清洗時,礁膜較不易褪白,優於自來水。

珊珊來池~潮池珊瑚復育與觀測研究

我們選定兩處徒步可到的潮池進行研究,各放入兩個復育磚(垂直、平行海岸各一),從108年10月至109年4月,不定期到潮池觀察,再進行潮池A(面積較大、離海蝕平台邊緣距離較遠)、B(面積較小、離海蝕平台邊緣距離較近)的數據分析。 得到以下結論: 一、潮池可做為珊瑚復育的場域。 二、潮池A在珊瑚存活率、成長體積皆優於潮池B。 三、投放方向平行海岸的復育磚,珊瑚存活率優於垂直海岸;珊瑚成長體積則為垂直海岸優於平行海岸。 四、珊瑚株離水面距離與珊瑚存活率的關係探討,下排(復育磚底層)和中排在珊瑚存活率優於上排;成長體積指標部份,中排優於下排,下排略優於上排。 五、利用Coral watch監測珊瑚健康度,發現愈健康的珊瑚,體積成長愈快。

太陽能電磁機

在現今以綠能為主流的時代,而其中就包含了太陽能發電,但因傳統的太陽能發電只能有陽光出現時所產出的熱能才能使其發電,然而在夜晚時因熱能不足而無法運作,儘管所發出的電極為可觀,但相對所產出的電量極為不穩定。相較之下,太陽能發電機在陽光較弱時也可運作。假設將太陽能發電機運用在一般家庭上,只需要家中微弱的光源就能讓太陽能發電機產生電能,如果能充分運用平時家中消耗的光源來提升綠色能源的增加,對能源危機有正面的幫助,雖然其裝置所產出的電量較小,但僅需要微弱的光源即可使其運作,這樣類永動的概念所產出的而外電能,能加以運用會有很多而外的附加價值。

墩的好—柔性葉片環圈預防橋墩周圍侵蝕之相關探討

本研究主要目的為探討柔性葉片環圈是否能有效減緩橋墩周圍侵蝕,並在何種條件下效果最佳;本研究運用自製的水道模型,等比例縮小碧潭大橋及柔性葉片保護工,設置不同的葉片形狀、不同環圈排列方式及三角形排列時不同的頂角,會對流速、橋墩周圍侵蝕及周邊地形造成何種影響,最後拿實驗中最好的比例來和消波塊比較效果。 由研究結果可知,柔性葉片環圈能有效減緩橋墩周圍侵蝕,且當選用三角形的葉片時,其效果較佳,而安置環圈時,將其排成頂角面對水流的三角形,成果較佳,且其成效也較消波塊好,推測可能可以產生分流的效果;叧三角形排列的夾角,應與橋墩之間存在特定比例關係,而非越大越好或越小越好,以結果來看,60度夾角最佳。