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佳作

翻滾吧水滴-奈米碳黑砂紙疏水性質與水滴在其表面滾動機制之探討

本研究探討奈米碳黑砂紙表面之滾動角、接觸角、靜摩擦係數與水滴大小關係。使用防水噴劑、氟素和碳黑處理不同型號之砂紙表面。利用接觸角、滾動角探討其不同表面、不同體積水滴之疏水性差異。斜面法與力感測器則測量靜摩擦係數差異。結果顯示碳黑砂紙上水滴體積越大,水滴的長短軸比值、接觸角皆增加,液滴接觸固體表面積的比例會變小,滾動角也變小。透過砂紙顆粒與碳黑可模擬出如植物葉片表面的突起物與絨毛。根據理論所推得的液滴接觸固體表面積之比例越大,滾動角越大,因水滴與載體間形成空氣層,使水滴較容易下滑。並發現砂紙疏水性最佳的為型號1000之碳黑砂紙,其接觸角145.1度,滾動角3.7度,液滴接觸固體表面積之比例0.13。

花仙子的美麗與哀愁

我們以不同濃度雙氧水來模擬逆境時的活性氧狀態,結果發現,20mM雙氧水會促進阿拉伯芥開花,50mM雙氧水會促進開花,但花會停止生長,高於100mM雙氧水會讓植物本身停止生長。維生素C則會抑制植物活性氧,20、35、50mM維生素C會抑制阿拉伯芥開花。同樣的處理,在矮牽牛上也有效果。利用早開花突變植物做維生素C噴灑試驗,發現阿拉伯芥開花抑制基因svp可能是活性氧下控制開花的重要因素。從晚開花突變株噴灑雙氧水的實驗結果中,也發現開花基因ft可能也參與在活性氧控制開花的過程中。總而言之,我們的實驗結果證明,低濃度的雙氧水可以當作低濃度活性氧訊號,促使植物提前開花。維生素C會抑制植物的活性氧濃度,進而抑制植物開花。

水能覆「車」,亦能載「車」-防水災「可拆卸組合式隨浮力升降停車位」研究與設計

我們南部沿海地區遇颱風季節,很容易發生水災,生命財產損失慘重,為了防止泡水車,我們規劃一連串的實驗與研究,並設計「可拆卸組合式隨浮力升降停車位」,製成模型和原型,並在泳池中試驗。設計實驗先在容器裡加水,再把切割好的保利龍放到水裡,然後放上不同重量的砝碼,測量看看不同重量的砝碼,保利龍會下沉多少,計算出它的承載重與下沈量的關係。再根據數據算出最適合尺寸的保利龍塊製做停車位原型,並用泳池試驗,把沙灘車放在停車位上面,慢慢的把水加進去,看看放了沙灘車的保麗龍塊是不是真的會浮起來。

海邊的風吹砂怎麼會膠結成塊呢?

風吹砂的砂粒中含有大量的碳酸鈣,當帶有酸性的雨水和濱海植物根部釋出\r 的物質溶於水中,就會侵蝕碳酸鈣,並沈澱於顆粒的細縫中,形成灰白色、半透\r 明和黃褐色的細小顆粒,將風吹砂顆粒膠結起來,這些細小顆粒就是膠結的介\r 質。碳酸鈣含量越多,介質與顆粒間的接觸面積越大,膠結就越緊密。\r 而風吹砂顆粒膠結時形成的分層,是由規律的季風帶來砂粒並膠結,其中一\r 次風吹就會造成一次膠結,若過程中有間斷,會因分界處較脆弱而形成分層。

橙五線陸生渦蟲(Bipaliumaurantiacus)廣頭部彎曲功能之探討

本研究經實驗橙五線陸生渦蟲(Bipalium aurantiacus)發現,其廣頭部有不同的彎曲方式,分別為波浪形、左右形及上下形。在探測獵物時,其廣頭部使用波浪形彎曲;探測獵物味道、攻擊時,使用左右形;探測環境光度時,則使用上下形。在探測時,不同彎曲方式接近不同感應物的頻率並不相同。此外,廣頭部在探測時會有擴大的情形,進一步推測感覺神經分布情形,並運用生物檢測(Bioassay)驗證。經觀察不同種廣頭地科陸生渦蟲,發現廣頭部彎曲情形無太大差異,且無廣頭部之陸生渦蟲廣頭部敏感度會下降,由此知廣頭部對陸生渦蟲的重要性。前人對渦蟲的研究,多針對水生渦蟲,對陸生渦蟲的著墨較少,且僅是初步研究,經本研究,將對橙五線陸生渦蟲的廣頭部有更進一步了解。

三角形邊角關係與相似形之探究

在本文中主要考慮θi=tan-11/i ,i∈N這些特殊角之間的關係。本文前段主要分別利用相似三角形性質與正切函數和角公式求解一個較大角 θk 拆解為數個角的關係式(使用遞迴關係、迭代式、基本對稱式表示)。後段則延伸探討、驗證其相關有趣的結果、應用等,例如 : π/4=tan-1⁡1/1=∑i=0∞θF(2i+1) ,其中 Fi 為費氏數列的第 i 項、Machin formula、3π/4=∑i=1∞tan-12/i2 。在本文中,我們利用了弳度取代度度量來描述角度並且使用複數、極式、遞迴數列、矩陣、行列式…等數學工具與GSP、excel、python程式等軟體工具,來實作、觀察、整理、歸納、推論與驗證我們的研究。

弦...話家常

此研究為探討圓錐曲線與弦的關係,主要分為兩大主題,一為探討在平面上一點與圓錐曲線所成之任一弦,其中點軌跡及按任一固定比例下所成之軌跡圖形與方程式;另一主題為研究圓錐曲線所有平行弦之中點軌跡及按任一固定比例下所成之軌跡圖形與方程式。經過研究有些軌跡方程式非常複雜,我們透過 GSP 與 Cabri Geometry II Plus等兩套幾何繪圖軟體協助觀察。最後得知主題一以弦中點繪出的圖形具有不變性,而按固定比例下所成的圖形看似蚶線(點在圓內), 經過研究發現是不一樣的曲線(類蚶線), 其他這類圖形似乎和擺線有一定的關係;主題二以弦中點所得的圖形為圓錐曲線之軸,而按固定比例下構成的圖形一樣具有不變性。

BlingBling的渦鞭毛藻-塔瑪亞歷山大藻的生物發光

塔瑪亞歷山大藻會受震盪刺激產生生物發光現象。本實驗為探討塔瑪亞歷山大藻的生物發光機制,設計震盪平台結合高感光度數位相機,藉照片紀錄其發光變化情形,並以Photoshop軟體計量各實驗組藻液的螢光亮度。實驗比較了不同細胞密度、刺激模式、光週期變化及光合作用抑制劑對其生物發光的影響。結果得知該藻只在夜間發光,並有跟隨培養期間光週期適應的生物時鐘效應,黑暗期愈長,其維持發光狀態愈久,天亮前自動減低其亮度且在晝間不發光。此外,細胞密度、電擊強度與其受刺激後發出的光強度成正相關、而刺激愈頻繁,亮度驟減愈快,需足夠的時間間隔以恢復應有亮度,推測其與螢光素、螢光酵素及能的消耗、復原有關。因較短光照期或在晝間加入光合作用抑制劑(DCMU)將降低其夜間受激發光的亮度,且與抑制劑濃度有關。

基於智慧型手機之電源監控系統

因為Google公司的遠見,以Linux為基礎重新打造一個全新免費的嵌入式作業系統Android。於是各大手機廠商得以開發各式各樣的智慧型手機,玩家只要懂的Java語言就可以編寫App軟體,此外,一般的App軟體不外乎是商業軟體與遊戲軟體,但是對我們來說,達成用智慧型手機來控制硬體,是更具有吸引力的主題,如此一來可以讓自動化生活更容易實現,本專題以手機內建的藍芽裝置來實現電能監控功能。

亮不亮沒關係—解開「重度近視」與「夜視」之謎

媒體有超重度近視者變成夜視人的報導,我們感到新奇與不可置信,便用凸透鏡模擬近視、並用相機進行測量研究,以解開「夜視」之謎。 首先我們測量各凸透鏡的焦距,找出度數與焦距的關係。並得知相機光圈口徑越大,單位時間進光量越大,則快門時間越短,其次在「字」與背景的各顏色中,發現以白底黑「字」的亮度最大,便以此「字」卡進行以下實驗。 接著發現,凸透鏡的度數愈大,則「字」與透鏡的距離愈短,愈能看清楚字。「字」與透鏡的距離愈短,則亮度會愈大,愈能看清楚字。此外,凸透鏡的度數愈大,則看到的「字」會愈大,愈能看清楚字。 最後我們用眼睛實際來觀測,結果發現,利用度數較大的凸透鏡,真的可以在較少亮光下,清楚地看見「字」。