撰寫實驗設計原理示例(2): 把白花染成一半紅、一半白的原理

注意: 請先閱讀以下文章，因不會重複相關的說明。

(1) 如何撰寫實驗設計原理

(2) 實驗原理撰寫例子(1)氣泡蒸騰計量度蒸騰速率(失水速率)的原理

把白花染成一半紅、一半白的實驗設計原理


建議答法:
- 當水分自白色花瓣表面散失時(1分)
- 水會因為蒸騰牽引力的關係，由底部向上移動(1分)
- 水分的移動主要透過莖花朵枝條內的特定中空直向的管道(木質部組織)運輸，(1分)
- 速率較透過組織快(1分)
- 如花朵枝條底部被切開兩半，分別置於不同溶液時，紅色溶液及清水的話，(1分)
- 由於紅色染料溶於水，不同溶液及內裡的溶解分子及水分，便會各自主要沿枝條內部，於兩方向上運輸(1分)
- 到達頂部花瓣時，溶液內紅色染料分子便會擴散至其他位置，使花瓣呈一半紅、一半白的狀態。(1分)

根據以上撰寫的原理，你可以推論以下問題的答案嗎?
1. 如何令染花速率最快?
2. 如最後無法把花染色的話，有甚麼可能出現的地方?
3. 如最後整朵花也染成紅色的話，是甚麼原因?

實驗原理撰寫例子(1)氣泡蒸騰計量度蒸騰速率(失水速率)的原理

氣泡蒸騰計量度的實際並不是失水速率，而是吸水率。因此，屬於間接量度依變項的變化，有必要詳細說明這間接方法如何跟失水速率的關係。(因為其他人未必認同這間接方法的準確性)


可能答案(1):(評分見底部)

- 由於植物吸收水分後大部份經蒸騰作用散失，因此氣泡蒸騰計可用來量度蒸騰速率。

建議答案
(1)當植物透過葉片散失水分時(代表失水速率，亦即是真正的蒸騰速率)，由於蒸騰牽引力的關係，水分會沿植物莖部的木質部向上運輸。(1分)
(2)由於水分子之間拉力的關係，蒸騰計內的水分會進入莖底部的木質導管內。(1分)
(3)氣泡計內的氣泡會隨水流移動方向作出相應速率的移動。(1分)
因此，量度氣泡移動速率可作為植物失水的指標。

根據以上的寫法，假如實驗結果不符預期的話，你應可更容易檢測出可能出錯的地方。例如
根據第(1)句: 水分並沒有向上運輸。(木質部栓塞?)
根據第(2)句: 水分並沒有進入莖底部(栓塞?)
根據第(3)句: 氣泡不隨水流移動(太大?)

你會發現，詳細的實驗設計原理會涉及其他知識:包括物理、化學等，這是為何撰寫實驗設計原理困難的原因。

不同的實驗設計會有不同的誤差(尤其是間接提供或量度的)，以這實驗為例:
可能問題包括
1. 氣泡的大小會否影響隨水流動的速率?
2. 氣泡體積會隨時間發生變化嗎?
3. 氣泡移動速率(吸水率)與失水率之間的關係?

以上的問題會涉及有否需要作些實驗設計的假設。如以上的因素皆有影響的話，實驗的準確度便會減弱。如影響太大的話，這個實驗設計便是不良的，應放棄! 如估計影響不是很大的話，實驗仍會進行，但應列出你的假設，讓其他人知道。(因為其他人未必認為影響可以不理會的)


由於以上的問題而需要制定的假設可以是  
1. 吸水率與失水率成正比。
2. 實驗進行期間，氣泡體積減少速率很慢。

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可能答案(1)的評分數:
 1 分，來自有說明失水與吸水的關係
或

 0 分，由於沒有提及氣泡，不像回答這問題!