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佳作

液滴受震波驅使而產生向上爬坡行為之物理機制探討

我們研究的主要內容是研究液滴處在激烈震動的傾斜板子上時,為何會產生向上爬坡的現象?我們發現水滴大小、頻率、振幅、液滴成份、板子與液滴之間的附著力、爬坡角度與水滴形變等,對液滴爬坡速率皆有影響。我們試著改變板子的傾斜角度,水滴最大的爬坡角度可達43度角。液滴之所以會爬坡,主要是因為震動使其形狀產生變化,受到板子附著力及水滴表面張力兩者的拉扯,加上重力與慣性的影響,水滴會先形成突起的柱狀體,之後柱狀體會往高處移動,因此帶動了水滴的爬坡效果,以上是利用高速攝影技術所觀測的結果。我們亦利用木板、壓克力板與橡皮筋來製作一個模擬水滴可爬坡的裝置,結果顯示,壓克力板會因為橡皮筋的拉扯而產生向高處移動的效果。

超省電!The Automatically Controlled Fan

本組改良第50屆國中組化學科「愈熱愈涼快」的實驗。除了沿用電解池的導電性會隨著溫度的改變的原理外,有以下改良: 1.電壓由15伏特提升至110伏特,以應用於一般電器使用。 2.將直流電改為交流電,並以銅棒對硫酸銅溶液通電,溶液濃度與電極因此皆不會減少,能長期使用。 3.利用溫度改變能使氣體熱漲冷縮的特性,製作氣體溫控升降儀,加大溫控效能,並達到自動化斷電目標。 4.最後,同時串聯四台風扇,以模擬教室環境用電,增加實用性與發展可能。

.乾坤大挪移

※本文所探討的是關於有趣的移位遊戲 (本文問題一,共討論三種情形):偶數個硬幣依序交錯排成一直線,設有反面硬幣數n 個(ex.正、反、正、反→反、反、正、正),最少移動次數 n(n+1) /2次;偶數個硬幣數非交錯(ex. 正、正、反、反→反、反、正、正),最少移動次數n2次;與奇數個硬幣數非交錯排列(ex. 正、正、反→反、正、正),最少移動次數n(n+1)次。 (本文問題二,共討論五種情形):利用技巧定義出「跳島攻法」,當移動過程符合跳島攻法,可得到最少移動次數步驟,其最少移動次數的公式:※當符合(空格數/字母數)≦1/2 時,奇數個字母為 N2 + 3N − 8/2 次;偶數個字母為 N(N +1)/2 次。 以上雙主題研究皆以數學歸納法證明公式正確性,希望藉此推廣到一般移位遊戲,謝謝!

石斑魚腸道菌選殖與有益菌NB1之應用探討

集約式水產養殖過程中,過高的生物排泄量往往分解不及而積累在環境中,容易造成生物體弱化而發生各種病變,而以益生菌改善根本的養殖環境是一個近代熱門的研究方向。我們在點帶石斑魚消化道挑選出四組菌株可以提升石斑稚魚存活率,16S rRNA之定序結果分別為光合細菌、希瓦氏菌、乳酸桿菌以及枯草芽孢桿菌。其中希瓦氏菌屬的NB1菌株具有良好的亞硝酸根與氨氮廢物降解能力,且非行一般硝化作用途徑。而在室內石斑魚孵化繁殖過程,添加NB1菌使石斑魚苗存活率明顯提高;室外白蝦育成池投放NB1菌,明顯改善水質與提升生物活力。因應世界的綠色思維,考量永續經營與對人體健康,有機養殖必成為新趨勢,也許NB1菌有希望在未來這波養殖漁業的演進中佔一席之地

呼風喚雨

「大雨大雨一直下???? 」想要讓天空中的水掉下來(降水),可不容易!首先,一定要使空氣中的水氣達到飽和。但不是飽和的水氣,就會凝結而降水,往往還需要空氣中的小微粒(例如:灰塵、煙、花粉?)附著,才能形成小水滴或冰晶,而這些小微粒就是我們所要研究的對象~凝結核(condensationnuclei)。凝結核的種類非常多,我們可運用人工的方式,將凝結核散佈在空氣中,除了讓小水滴附著外,也可降低溫度,增加凝結的效果,達到降水(圖A)的目的,這就叫做「人造雨」(rainmaking)。期望我們的實驗能找到最佳造雨的條件,除了解決缺水的問題,還能兼顧自然環境的保護。此外,古代人們擺設香案,祭天求雨,其實是以燒出來的煙飄到空中,做為凝結核,達到下雨的目的,這是有科學根據,與神蹟無關喔!

連廣用試劑也數位化了

本實驗利用酸、鹼水溶液在廣用試劑檢驗下會呈現不同的顏色,以影像處理軟體擷取顏色之 RGB 值,將各個不同的 PH 值所呈現的顏色數據化。

舊鐵橋之水─生生不息

高屏舊鐵橋人工溼地,是一個非常棒的休閒運動景點,這裡有專為行人及自行車規劃的步道、棒球場,使大家可以盡情的在這裡散步、慢跑、運動或是騎自行車。除此之外,另外這裡也利用原本是溪床的特性,規劃成全國最大型的人工溼地,利用濕地的淨化功能來淨化上游的家庭、農牧及工廠之廢水,並負有復育生態保育、教育等功能。我們利用文獻的研究(資料收集)、訪問濕地解說員與當地居民、實地勘查、現場採樣以及實驗檢測等方法深入瞭解人工溼地對當地環境的影響及水質淨化的效果。最後,我們將得到的資訊,製作成「舊鐵橋人工溼地立體模型」,當起小小解說員,希望推廣舊鐵橋人工溼地之美,幫助其他同學對於家鄉珍貴資源的認識與愛護。

良藥『不』苦口—如何有效改善中藥的苦味

本研究調查六年級小學生後顯示,83%吃過中藥,44%吃過轉骨方等幫助骨骼生長的中藥;高達90%感受中藥的苦味,只能採用「事後補救」的方式改善苦味,因此,以「事前改善」苦味為目標。選擇本草綱目裡屬於「大苦」、「大寒」的龍膽草和黃連做為實驗的對象,以科學中藥和水煎湯藥兩大部分,自己研究創新和找出市面上改善中藥苦味和不影響藥效的方法,並以官能品評法進行實驗。研究結果顯示,科學中藥的膠囊和錠無論視味覺最能改善中藥苦味,缺點是必須經藥廠生產或中醫診所配製;澱粉紙兼具改善中藥苦味、成本低廉和在家DIY的優點,經驗證其含科學中藥常添加之澱粉,可做為其隔絕中藥苦味之用。調劑糖粉,無論甘草或優格口味對於龍膽草改善中藥苦味效果較佳、對於黃連效果則較差。水煎湯藥,黑糖果凍改善中藥苦味效果最佳、無糖果凍次之,皆比服用水煎湯藥好,且口感較滑順。製成果凍後開始感覺苦的時刻仍比科學中藥早,所以建議儘快服用。

小強競速之步步為「贏」

實驗發現蜚蠊跑步時的狀態與影響速度之因素:(1)蜚蠊跑步時會抬高頭或腹部,以利跨步前進。(2)蜚蠊行進時利用觸角探索地面及路線。(3)蜚蠊主要利用中足腿節撐住身體重量,中足腿節及跨步時跗節角度則因蜚蠊棲息環境差異而不同,以利承受身體重量。(4)蜚蠊前足向前伸長(<50o)跨出,以利跗節抓地向前。(5)蜚蠊後足跗節(>100o)向後推出以利身體向前,後足脛節越長,身體推進更遠,速度就越快。(6)蜚蠊後足第五跗節較長時力臂較大,較能顯現出力量,而第一跗節連爪,當第一跗節愈短時則更能機動抓地推進身體而增進其速度。(7)各節跗節末端褥盤分泌液有利蜚蠊在較光滑或垂直的環境中爬行與跑步。

被忽略的神秘力量-表面張力的研究

液體的表面張力很微小,不容易用一般的儀器來測量,常見的大學實驗是用杜諾扭秤來測量,而本實驗設計是利用自行製作的儀器,利用簡單的槓桿原理以及定滑輪方便操作的特性,測量各種日常生活中常見的液體表面張力,計有:各種水質、酸鹼性溶液、糖水和食鹽水溶液、4 種清潔劑、6 種飲料、以及溫度的影響,並且更改各種變因來觀察溶液表面張力的變化,希望研究有助於我們瞭解日常生活的液體,其表面張力的差異。