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佳作

天方葉談–利用葉錠浮沉來測定植物的光合作用速率

本研究以葉錠浮沉實驗來測定植物的光合作用速率。由文獻探討發現,影響植物行光合作用的因素很多,但如何以葉錠浮沉實驗來了解這些因素的影響卻鮮少被討論。在這次研究中,我們找出進行葉錠浮沉實驗所需的最佳方法及條件,再以此比較不同光源、不同的植物特性以及不同葉齡等變因下的光合作用與呼吸作用速率的差異。 由實驗結果可知,0.24%的碳酸氫鈉溶液具有最佳的時間穩定性。此外,陽性植物的光合作用速率較快,陰性植物的光合作用速率較慢,耐陰性植物的變異較多,這些結果與植物生理特性一致。為了追根究柢,我們進一步做了葉片的組織切片,發現不同的葉片組織結構與光合作用速率快慢有關。

無盡的追逐—刺瓦姬針蟻(Hypoponera zwaluwenburgi)獵蟻兵團

刺瓦姬針蟻是一種普遍分布於台灣落葉層的全盲針蟻,除了分類、特徵、分布等基礎文獻之外,研究關於其行為的實驗少之又少。本實驗則主要針對刺瓦姬針蟻的獵食機制及特殊的俘虜行為進行探討,而在刺瓦姬針蟻與蓬萊點琉璃蟻、黑頭慌琉璃蟻的實驗中,發現刺瓦姬針蟻的兩種獵食模式,分別為逐次獵食及分巢獵食,更發現到刺瓦姬針蟻對蓬萊點琉璃蟻會有俘虜對方幼蟲的行為,而且刺瓦姬針蟻的俘虜行為是跨亞科的俘虜這時目前沒有正式報告發表的。在台灣更只有臭巨山蟻會有俘虜行為,但也只是同種間的俘虜。目前,只針對到刺瓦姬針蟻獵食的現象,並未進行更深一步的研究。未來則會朝向刺瓦姬針蟻獵食機制及影響俘虜行為的因素及俘虜目進行更深一步的研究。

液面跳跳球-界面化學液體表面現象研究

各種清潔劑的主要成分是界面活性劑,界面活性劑是一個分子同時含有親油基(長鏈碳氫脂肪基),和親水基(鉀、鈉、銨、乙醇胺等)的化學物質之總稱。可分為四大類,即陽離子、陰離子、兩性離子和非離子型。界面活性劑以一定濃度的流體成束狀流下時,會在底部形成小隆起,隨後出現如水花般的彈跳,此現象稱為「凱氏效應」。實驗發現,界面活性劑在滴下的瞬間若無液體在下方堆疊,則無法觀察到此液滴彈跳現象。此外我們想更進一步研究溫度對不同界面活性劑的影響,找出臨界溫度,此時分子間黏合力接近零,表面張力會變小,藉由對界面活性劑的了解可以找出界面化學中,分子間作用力的關係。

地震前兆,電離層知道

本研究分析2003 至2006 年全球震矩規模大於等於6.5 之地震資料,並排除電離層垂直全電子含量(TEC)較低的高緯度地震與受太陽活動影響的地震資料,總計分析地震資料73 筆,探討震前TEC 的變化。經分析獲得的結論為:82%的地震事件,在發生前七天至少有一天TEC出現異常現象,顯示地震在發生前的確會影響TEC。岩層因不同的受力形式所引發的不同類型斷層活動,都同樣造成TEC 的震前異常。地震震源位置不論是位於陸地或海底岩層,都同樣引起TEC 震前異常,顯示TEC 震前異常不受海水阻隔影響。震源深度不同的地震,雖然岩層的物理或化學性質不同,但只要岩石發生斷裂錯動,都同樣引起TEC 震前異常。此外地震發生前TEC 異常的時間分布,越接近地震發生日,出現異常的次數愈多。

咖啡王子一號店~研製咖啡渣活性碳

在台灣飲料市場的佔有率中,咖啡飲料高居第四名,由此可見咖啡渣數量是非常驚人的。上學期我們在自然課中學到燃燒的相關知識,於是我們決定運用乾餾法,展開「咖啡渣活性碳」的研究!透過實驗與操作,我們研發出「咖啡渣活性碳的製作方法」,也驗證自己研製的「咖啡碳」和活性碳一樣,具有吸附雜質以達到淨水和脫色的功能,更設計出具有環保概念且能實際應用於生活中的相關物品。研究過程中我們花了很多時間討論、設計並操作,為了突破實驗器材的限制,我們也多次前往五金行找尋突破器材限制的改良方法與靈感。師長和同學們都說我們的研究看起來很辛苦,但是因為有許多成長與發現,因此就算再辛苦我們也覺得非常值得。

圖形思考推導階差數列級數和的通用公式

計算二階階差數列級數和的問題,是數學愛好者在接觸數列時常會遇到的入門類型。本研究者在偶然的機會看到這樣的題目後,乃有興趣再更深入認識階差數列,因而開展本研究的目的,即在於探討各階階差數列特性及發展計算各階階差數列級數和的通用方法。經由對階差數列的觀察,本研究運用創新的圖形來思考階差數列的特性,發現〈三角形排列思考法〉是推導計算階差數列級數和的便利工具,進而從〈三角形排列思考法〉歸納出階差數列級數和計算式的數理性質與原理,並且已發展出計算任意階階差數列級數和的通式。

紫蝶飛舞-抗氧新花現─蝶豆花抗氧化研究

從媒體報導及文獻研究顯示蝶豆花富含花青素具有良好的抗氧化效果,所以我們想針對蝶豆花進行抗氧化力的深入研究,針對不同水溫、沖泡時間、靜置時間及在花茶中添加檸檬汁、牛奶、果糖等不同物質,分別研究探討蝶豆花的抗氧化能力。 研究結果顯示,以高溫沖泡五分鐘的抗氧化效果最為良好,靜置時間愈長則會使其抗氧化性變較差,在茶中添加物質方面,發現牛奶可增加蝶豆花茶的抗氧化力,但添加果糖和檸檬汁則會降低其抗氧化力。 因此蝶豆花茶最適合的是高溫沖泡,現泡現喝並且可搭配牛奶一同飲用,可讓抗氧化達到最佳效果。

自行車前輪防鎖死、安全煞車裝置

本研究主要目的在於避免騎士因緊急煞車時將前輪煞死而引起的翻車意外。其主要的裝置設計是在傳統的煞車把手上加裝一連動煞車線、鞍座及卡勾塊,並將原煞車把手前端加工成卡勾狀。卡勾塊與前煞車把手的卡勾係靠摩擦力勾住,因此只要卡勾塊的接觸斜角小於摩擦角則前煞把手施再大的力均不會脫開,但後煞把手連動鋼線只要施小力即可拉開卡勾塊而讓前煞把手得以作動產生滑動摩擦的煞車作用。騎乘時,前、後煞車把手均有煞車作用以調整車速,當有突發狀況時,前煞把手壓至設定位置(輪胎與地面的最大滾動摩擦範圍)即被卡勾限制,必須後煞把手繼續按壓使後輪被煞住同時打開卡勾塊,前煞把手才能繼續按壓將前輪完全煞住(輪胎與地面變成滑動摩擦)。

一「氮」遇見你,氯化銨與亞硝酸鈉的邂逅

原理 : NH4Cl + NaNO2=>N2 + 2H2O + NaCl 反應速率:R=k[NH4Cl]m[NaNO2]n 活化能: k=Ae-Ea/RT 本實驗以NH4Cl及NaNO2的水溶液為主要反應物製造氮氣,測量出此反應之基本數據後,再以NH4Br或KNO2取代原反應物,探討不同離子、濃度、溫度......對產生氮氣之反應速率的影響。 實驗中,我們發現溫度及濃度為影響反應速率的主要因素,藉由實驗數據亦可得知此反應R=k[NH4Cl]1[NaNO2]1 為二級反應。再由計算出的反應速率常數,可算出反應活化能,並由此得知反應速率與溫度的關係。均相反應中依碰撞學說所說,反應物濃度愈高,總碰撞次數及有效碰撞的機會愈多,故速率愈快。

『彈』何容易!-探討溫度及濕度對乒乓球拍拍面彈性的影響

本組利用自製的「彈性測試裝置」,探討溫度、濕度對乒乓球拍拍面彈性的影響。經實驗後發現,正膠或反膠拍面的彈性都會受環境中的溫、濕度影響。其簡述如下:環境中的溫度越高,拍面彈性越佳;溫度越低,拍面彈性越差。濕度越低,拍面彈性越佳;濕度越高,拍面彈性越差。而且:一、正膠(長顆粒)拍面在溫度20℃-25℃、濕度55%-65%時彈性變化最大。二、正膠(短顆粒)拍面在溫度15℃-20℃、濕度70%-75%時彈性變化最大。三、反膠(平面)拍面之彈性緩和的隨溫度升高而變佳;隨濕度增加而變差。台灣地區年均溫約24℃,相對溼度約70%~85%,影響彈性最大的溫度及濕度範圍正好皆落於此區塊,因此,在台灣地區進行的桌球比賽應特別注意溫度及濕度對桌球拍拍面彈性的影響。