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紙摺雙曲線等二次曲線及其圖形方程式數學原理的研究

紙摺圖形中完整的數學理論,尚無人提出。本文是作者為解釋圖形的全貌,而研究出解圖方程式的理論基礎。文中的一項特點,即嘗試引用比較淺顯直觀的方援,來解稈所繪圖形及其方程式的求法,藉以讓高中程度的學生,得以理解解題中描述的要領。而尤其往意的是,其間並引入三種理論,以輔助解題的思維過程。紙摺圖形與一般紙摺花鳥生物等美勞工藝同具有高度的趣味性,而其圖形優美處直可與一般製圖工其所繪者相媲美。本文中將詳細斂述出紙摺圖形歸納的結果,及解圖形方程式的幾種方法。

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把鄉土廢物搬到學校來

我們住在海邊,在大有為政府的照顧下養殖技術不斷提高牡蠣產量加倍的增多后居民衣足食。百年前用珊瑚礁石所砌成的「峔岵厝」遭斥除的噩運,蓋起了混凝土的樓房,然而大量的蚵殼與珊瑚礁石堆棄路旁,或空地形同廢物,垃圾帶給了欣欣向榮的漁村莫大的困擾,於是著手研究,在老師的指導下,做進一步的利用它。

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廢物利用-喃甲醛的探討

節約能源不僅要「當省則省」更應「廢物利用」,根據資料所載,呋喃甲醛能與多數物質形成縮合物,可當耐隆原料,硝化纖維用溶劑,合成樹脂,照明雕刻法,保存劑,製備呋喃甲醛脂及其衍生物……等諸多用途;而一般廢棄不用的農作物,如玉米穗軸、穀殼、麥殼、蔗渣……等均可經酸水解後再脫水產生呋喃甲醛,中國向來以農立國,稻米、甘蔗產量尤其豐富,若能進一步加以利用則更顯其重要性,故著手研究。

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條碼識圖—影像式條碼辨識系統

以隨手可得拍攝影像的工具(如手機、數位相機、攝影機、網路攝影機等)及網際網路的便利性,讓使用者能隨時透過書籍條碼影像向遠端資料庫查詢相關的資訊。本次研究以「ISBN書籍條碼」為例,經過條碼影像的擷取、偵測並分割出影像中的條碼、歪斜校正以及辨識後,透過網際網路,從ISBN書籍資料庫中查詢出該書籍的相關資訊,讓我們體驗行動通訊科技所帶來的便利。

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香辛料防腐性之檢討

據文獻上(1)(2)指出,古時候,香辛料( SPices )常被視為高貴的藥劑,或用作驅除惡魔,或作為媚藥。對常食肉類者而言,香辛料不但能消除肉類的腥味,也可利用其防腐件長久保存食物。香辛料具有不同的香辛藥效成份,有良好之防腐殺菌作用,諸如蒜頭( garlic )在其麟莖中含有 Allin ( S 一 allyl 一cysteine sulfoxide )之結晶成分,再分解成 All-icin ( CH2: CHCH2S )2O,此化學結構中,氧原子與半胱按酸( cysteine )相接合,而抑制半胱胺釀轉變為胱按酸( cy-stine )且失去-SH基。半胱胺酸係微生物生長繁殖的刺激劑,亦為微生物生理氧化作用的必需品之一;Allicin 既能破壞半胱胺酸,因而能抑制微生物的生長,而呈殺菌作用,且大蒜中所含有之Allin 能調整腸內寄生菌,其有除毒作用,消除腸內腐敗物,有抗癌之效。有鑑於此,本實驗爰從日常所使用之香辛料,以不同條件,進行檢討其具有抑菌作用之安定性。

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薄薄的一片,幾乎忘了它的存在\n─葉脈標本製作

以前上美勞課,好像就是貼貼畫畫的,沒有什麼變化。那天上美勞課,看見老師把一張張葉子變成一片片網路分明的葉脈時,全班都覺得好興奮!於是大家拿著葉脈爭妍比美,更有人拿去護貝,做成卡片呢!老師見我們興緻正高,便請我和小雞,呂子等 12 人來做實驗,研究葉脈的製作,並作為科展的材料。

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「浮」搖直上

本研究是有關浮力的具體探討及儀器的設計。首先在研究一中的自製儀器是主要的創意設計,其中運用帕斯卡原理、微調觀念、表面張力的破壞及結合注射針筒、T字接管和單向止逆閥等製作電腦化偵測儀器及同步進水系統,進行標準化實驗。我們利用生活科技結合實驗原理,使我們更具體了解進行實驗中的數據變化進而達到完全體悟阿基米德原理。接著在研究二中,具體探討浮力和排出液體重量的關係,發現相關係數高達0.99。在研究三中,探討物體所處深度與浮力的關係,結果發現當物體未完全沒入液中則深度與浮力的關係成正比,但若完全沒入後則物體所處深度與浮力的關係成正比,但若完全沒入後則物體所處深度與浮力無關。在研究四中,發現物重並不會影響浮力(同學常常誤解此觀點)。而在研究五中探討同體積物體在不同密度的液體中浮力的關係,結果是密度越大的液體所產生的浮力越大,證明液體密度是會影響浮力(且成正比)。最後在研究物體在兩種不相溶的液體中所測的浮力,結果情況較為複雜。

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當薑汁遇上牛奶~探討生薑蛋白酶對蛋白質凝固的影響

本研究探討鮮奶加入薑汁產生化學反應而使蛋白質凝固。經過一連串的實驗,發現薑汁與鮮奶比例1:6至1:60均可凝固,比例1:15凝固情形和口感都有不錯的呈現。鮮奶的最佳溫度為50℃~80℃,全脂或低脂鮮乳倒入薑汁中都會凝固。多種蛋白質飲品能與薑的蛋白酶起化學反應而凝固。沖泡奶粉須13%以上才能凝固。薑汁在低溫下能維持蛋白酶活性,中寮薑4℃可維持27天,其餘薑種4℃冷藏後7天的薑汁便失去活性,-18℃冷凍儲存的薑汁則可維持74天。薑塊於冷藏室可維持活性5天;於冷凍庫可維持活性15天。製作撞奶時,撞擊高度不影響結果,分次撞擊間隔時間須少於3分鐘,間隔30秒的輕微晃動仍可凝固;薑汁撞奶凝固最成功的反應時間須8分鐘以上。

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雙氧水電池與氧化劑水溶液電池研究

我們希望嘗試雙氧水電池這個新議題與其他氧化劑次氯酸鈉、硝酸鐵電池,是希望它可以在實驗是輕易製作,且是環保而強力穩定的電池。實驗的過程我們儘可能使用低污染的材料,也發現一些不錯的實驗結果: \r 一、雙氧水電池,燒杯中直接反應:以10%雙氧水、Zn當陽極所產生的電壓電流最大,比文獻提到的A1電極好。 \r 二、雙氧水電池微型化,H2O2 30%中加入寒天末、碳粉與少量磷酸鈉,可產生大且穩定的電流與電壓。如此製作的電池,並不亞於市售電池。 \r 三、三種電池的比較,以H2O2最為穩定,Zn或Mg為電極可以產生很大的輸出電流。NaCIO與Fe(NO3)3水溶液電池,反應速率太快,電池雖有高電壓與電流,但不是很穩定。H2O2確實可以發展為強力環保電池。

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芯電感應

Based on Ampere,s Law, the magnetic field intensity of the solenoids is B=μ0μr?n?I, where μ0 is the magnetic permeability of free space, μr is the relative magnetic permeability, n is the number of coils per unit length and I is the solenoidal current. The end magnetic field of the solenoid must multiply by one half. According to the above result, it can be greatly strengthened by the addition of a ferromagnetic core. First, we observe three different inserted materials of coils (wood, iron and magnetite), whose magnetic induction in different solenoidial current. By experiment, when the iron and magnetite materials were inserted into the coil, it would produce larger magnetic induction. The calculated relative magnetic permeabilities of wood, iron and magnetite materials are 0.57, 18.37 and 18.32, which are close to the reported paper (1). When the driving field is removed, the fraction of the saturation magnetization of the magnetite is retained, which is called hysteresis and is related to the existence of magnetic domains in the material. In the second part, we change the frequency of circuit switch, which induced different current. Compared with the result of the first part, it would fit the result, which is the induced magnetic field is proportion to the solenoidal current. 根據安培定律,螺線管的磁場為B=μ0μr?n?I。其中μ0為真空中的導磁率,μr為相對的導磁率,n為單位長度的線圈匝數,I則為通入螺旋管的電流。至於螺旋管的端點磁場須再乘上1/2。所以根據上述的結果,當螺旋管插入鐵磁性物質,會增強螺旋管的磁場。首先,觀察三種不同的芯物質;非鐵磁性材料,軟磁材料,硬磁材料(木棒,低碳鋼棒,磁鐵棒)在不同的外加磁場下的感應磁場,得到芯物質的磁化曲線,而計算出來的相對導磁率分別為0.57, 18.37 和18.32與參考文獻(1)接近。而當外加磁場移走時,硬磁性物質的磁性仍然存在,稱為殘磁現象。在第二部分,我們改變線路開關的頻率。發現不同的開關頻率,會得到不同的螺旋管電流,而造成不同的感應磁場。再度驗證了感應磁場大小是正比於螺旋管電流的大小。

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光源追蹤器

(1) 凹面鏡可會聚光線。太陽光經數組凹面鏡反射聚於一處,可達數千度之高溫,在能源危機聲中不失為可資發展利用的一個項目。但如何使凹面鏡恆對正光源?(2) 光學中介紹感光裝置時曾提及光電管是一種檢驗光線的工具。除光電管外,如光敏電阻會因光線照射與否改變電阻之大小,故亦可作為檢驗光線的一種裝置。

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大珠小珠落一盤-出水端水滴體積變化之研究

想了解水滴在出口端體積受到哪些因素影響並分析重力與表面張力兩者關係,研究發現 (一)水滴接近滴下時底部水滴會彈性內縮;毛邊會破壞水的表面張力,輸出體積下降;出口端往水平方向傾斜時,輸出體積大約為垂直時的1/2。 (二)出口端為斜口時水滴的脫離點會往斜長中央點移動;出口端厚度變薄,接觸長度減少,往上總力降低。水流量大會有過量的水被往下帶;出口處疏水性強時,端口邊緣沒有水附著,水滴會較小。 (三)液滴增大時重力與表面張力之垂直向上總力比值會先降後升,表示開始時表面張力大於重力,但隨水量增加時接觸的周長迅速增加使得表面張力在垂直向上的總力大幅提升。隨後因重量持續增加使得比值隨之升高到了接近滴下前比值約為1。

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