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佳作

百年謎蝸—員林盾蝸牛 Aegista inrinensis 發現誌

直至今日,員林盾蝸牛Aegista inrinensis是全世界唯一以我們家鄉「員林」命名的生物。但自1906年研究者於員林鎮發現並確立其模式標本後,員林鎮至今再無任何採集紀錄。可能因為研究者少、採集地未涵蓋員林地區以及相似種間的鑑定不夠明確而導致誤判。本組由文獻、採集記錄中得知近百年來員林盾蝸牛的採集地點多集中於桃竹苗地區,且研究者極少,合理懷疑員林鎮仍存有員林盾蝸牛。依照環境及人為干擾程度在員林鎮設立九個樣區,進行調查後,在森林棲地中發現二十隻員林盾蝸牛,顯示員林尚有員林盾蝸牛。此外,本組以自創X光透視圖做為分類依據,將員林盾蝸牛與其相似種做形態上的詳細比較,進而建立盾蝸牛屬之蝸牛的檢索表。

「排」出學問來~探討各種不同因素對排水孔排水的影響

一個課堂上的流水實驗,引發了我們的好奇心,針對排水孔排水的情況加以探討,進而討論水流的運動及觀察漩渦的產生,有了一些發現,希望能應用在生活中。整個實驗研究獲得的結論如下:一、市面上排水孔蓋的形狀以水滴形孔及圓形孔較常見,大小以直徑7.8公分的為主。二、排水孔的樣式、孔的大小及數量、排水量的多少、排水孔的位置及有無擾動排水等都會對排水孔的排水造成大小不同的影響;其中以螺旋形樣式、孔不可太大、孔數量可以多一點為較佳的排水孔蓋條件。三、排水孔蓋的孔越大或數量越多,排水速度就越快;採用螺旋形樣是排水孔蓋的排水較快,漩渦也較快產生。四、水經由流動、碰撞、轉彎,使得產生旋轉而形成漩渦,一般所見都是順時針旋轉的。以上發現讓我們能應用在打掃積水時更有效率。以前在打掃積水時會有些做法不太對,我們常會一直往排水孔位置撥水,其實擾動會破壞漩渦,使排水時間加長。所以,當積水有漩渦時,應該不要去擾動破壞水平面;而當積水沒有漩渦時,才可以藉由擾動撥水,使水位增高後停止擾動,藉由較高水位使得比較容易產生漩渦,增加排水的速度。

蝴蝶鱗片散熱的秘密──仿生材料的探討與應用

為探索蝴蝶為何在太陽光的高溫持續照射下仍可以快速散熱,且優美自在的飛翔, 所以本研究想進一步瞭解蝴蝶翅膀的構造, 及其散熱機制之後,仿照此一機制其中的蝴蝶鱗片的材質- 細微幾丁質, 達到材料仿生的目的。本研究將蝴蝶鱗片, 100%幾丁質, 細末甲殼素(92%幾丁質), 奈米碳,石墨烯,及散熱膏,在燈泡上加熱, 以尋求散熱最佳組合; 也將之應用在熱水加入玻璃杯, 鋼杯, 鋁合金等容器之外殼, 更將甲殼素與散熱膏混合物, 填補在電腦CPU與熱管縫隙中, 實驗結果得證, 果然細末幾丁質(本實驗稱甲殼素), 果然有良好的散熱傳導效果。

「笛」確如此~笛子的製作與笛音的特性研究

以吸管、胡蘿蔔做笛子,研究笛音的響度、音高、音色。發現笛音的響度與吹孔的大小、角度有關;音高與笛子的長度、管徑大小、窗口位置有關;並分析笛子的音色,比較有無笛膜的音色差別,發現笛膜可以豐富笛子的音色。最後依據所做的實驗數據來自製笛子。

探索蟑螂單、複眼在避光反應中的功能

美洲蟑螂(Periplaneta americana)具有兩套視覺輸入的器官,包括對光的敏感度較強的單眼以及由許多小眼組成的複眼。本實驗利用美洲蟑螂的避光行為,探討單、複眼對於蟑螂運動調控的影響。經過暗適應10 分鐘後,在自製的蟑螂逃亡速率測定器中進行實驗,以LED 手電筒作為光刺激,蟑螂經刺激後通過有兩個觀察窗口的廊道,而經由錄影記錄可得蟑螂避光反應的潛伏期、逃亡時的的平均速率、以及通過觀察窗口的瞬時速率,將單、複眼均正常(控制組)以及遮住單眼或複眼的蟑螂進行比較。結果發現,遮住單眼或複眼的蟑螂,其決定要逃亡的潛伏期都比控制組短,且在逃亡的過程中,平均速率都比控制組快。由結果推論阻斷單眼以及複眼的視覺輸入都會抑制蟑螂的遮蔽反應(shade response)而造成逃亡速率與控制組不同,因此單眼以及複眼對於蟑螂運動行為都具有一定調控作用。

青春永駐----探討地瓜葉烹飪之顏色變化

研究發現地瓜葉存放方式及料理方式會影響變色,包括變不綠、變黃及變黑;變不綠、變黃兩項和葉綠素有關;存放時接觸光線、空氣因葉綠素被葉綠素?分解而變黃,若葉子折損,因細胞內水解性單寧和酚?作用而產生褐變;水煮中細胞被破壞釋放酸性物質,使葉綠素脫鎂變橘色,添加鹽或小蘇打可穩定葉綠素,但無法阻止葉子變黑。葉子會變黑是在水煮後靜置才會出現,因此判斷是葉子中的凝縮類單寧氧化所導致,而梅納反應造成的變黑影響較小。\r 凝縮類單寧在空氣中久置會形成紅棕色沉澱;水煮時高溫加速反應,添加亞硫酸鹽類則可以抑制凝縮類單寧氧化。地瓜葉煮後變黑程度甚於其他蔬菜,是因其含有較多凝縮類單寧,而產生之變黑物質具抗氧化能力。

大「撤」大「霧」-防霧探討與應用

在這次的防霧實驗中,我們調查了家鄉漁民常用的防霧方式、澎湖常見植物的防霧效果與探討日常常見的防霧妙方。從簡易測試與透明度分析儀的結果來看,我們發現天然防霧塗料對「玻璃」能有效的防霧,但是對「壓克力」材質的介面並沒有明顯的防霧效果;日常的化學防霧材料對兩介面都有不錯的防霧功效。

大海裡的小巨人-有孔蟲再現

本次的研究範圍主要以新化丘陵的二重溪層為主,而且所發現的有孔蟲及貝\r 類化石多數位於地層界線帶,我們所研究的有孔蟲種類共有14 種之多,其中分\r 布最廣、密度最高的有孔蟲種類有FBLs 及FBPs.數種,牠們生長在廣鹽性的海\r 域,所以遠在高雄市的岩心(地表以下的地層)也可以發現牠們的蹤跡。在有孔蟲\r 的外型中又以輪型最多,其中FBLs 有部分種類的周圍薄片,是適應大自然的結\r 果(帄衡用)。還有一些有孔蟲呈水帄堆疊,顯示當時的海域環境穩定,都與當時\r 的生態環境息息相關,所以我們終於了解地質學家為何常以有孔蟲化石作為確定\r 地質年代的標準化石和古沉積環境的指相化石了。

改良電解水的裝置並探討電解速率的影響因素

研究電解水的改良裝置,以克服課本中的實驗缺失,經過多次的改良與測試,完成「懸吊式」及「密閉式」兩套電解水裝置。為讓改良裝置能推廣於教學中,特以改良裝置探討電解速率的影響因素,尋找合適的控制變因,提供教學參考。經過研究所得成果如下:1.提升了電解速率,縮短實驗時間。2.操作上手不用接觸NaOH溶液,電極以迴紋針替代注射針,增加實驗的安全性。3.以定量方法探討電極間的距離和電解速率的關係,克服課本中肉眼不易觀察的困擾。4.可大幅度節省藥品,避免環境污染。5.密閉式改良裝置,非常適合教師在教室中操作。6.可提供多次氫、氧性質的檢測,讓組員都有操作的機會,提升學習興趣。

連續整數和的難題

本研究探討各種連續整數和表示法的最小整數及其關係。我們發現一個數的連續整數和表示法與該數的因數有關,將一個數質因數分解成A1a1×…×Amam ,質因數2不列入, 將所有質因數的次方數依a1×a2+ a1+ a2的方式依序算出的數,即為該數連續整數和表示法的種數。我們用Excel試算表找出一些連續整數和表示法的最小整數,也以此推算出各種連續整數和表示法最小整數的規律:有k種連續整數和表示法,當k為奇數時,(k-1)/2種的最小整數質因數分解為A1a1×…×Amam,則k種的最小整數為A1a1×…×Amam×(Am的下一個奇數);當k為偶數時,y=2、4、6、…,依序計算,(k-y)/(y+1)種為整數時,其最小整數質因數分解為A1a1×…×Amam,則k種的最小整數為A1a1×…×Amam×(Am 的下一個質數)y;如果(k-y)/(y+1)不是整數時,則k種的最小整數為3k。