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科展作品檢索

載卡多──從平面到立體,活頁紙三度空間的研究和應用

(一)運動會佈置場地時,工友伯伯拿了一疊平面的紅紙,打開以後,就成為立體圓形的彩球,順手一壓,又回復到原來平面的形狀。 (二)過年前的電視新聞,曾經播出一則美國最新科技,利用電腦軟體設計一個帳蓬,打開以後,容積最大,摺疊以後則變為最小以便攜帶。 (三)以上兩件事情,引起我們的興趣和好奇,於是向老師請教,老師告訴我們日常生活中類似這樣的事情蠻多的,要我們多去觀察、研究,並實際以活頁紙做看看。

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迷你噴泉

前一陣子,某家可樂公司的可樂發生“ 氣爆” ,當時引起了不少事端,後來雖經証實是瓶罐出了問題,但我們一直納悶不已的是,如果瓶罐不出問題,難道就不會發生“氣爆”了嗎?或者還會照樣發生呢?如果會,又有那些因素會導致可樂“氣爆”或噴灑呢?……一連串的問題,引起了我們研究的興趣,便去請教老師,老師認為這個問題很值得研究,終於在老師的鼓勵、指導下,利用課餘時間完成了整個實驗,了解了另一種噴泉。

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另類造船高手—黑紋塘水螟蛾

黑紋塘水螟蛾〈Elophila nigrablis〉是陸生昆蟲,缺乏在水裡生存的呼吸器官,在幼蟲期卻以水生植物為食草如滿江紅、青萍,槐葉蘋及水蘊草。喜歡棲息在緩水域的環境,水流緩慢對築巢及覓食有極大幫助。為克服取食上的障礙,而發展出築巢的能力。巢內寬敞,有前後出口,幼蟲可在裡面轉身調頭。幼蟲期可換2~3 次巢。雌雄蛾分辨在於前翅黑點。交配前,腹部末端有翹高現象。母蛾以仰式躺在水面產卵,卵約20~40 個,呈卵形、透明。約2~3 天孵化。一齡幼蟲體長約0.15cm,體節有13 節,8對腳、9 對氣孔。孵化後第3 天已有築巢能力。夜間覓食行為頻繁,是夜行性昆蟲。終齡幼蟲體長可達1.2cm,體寬0.25cm。幼蟲期約35 天,食草總量〈槐葉蘋〉約112.9 片。蛹期,體長縮短,為減少晃動,巢會黏在葉片或飼養箱壁。巢的前後出口有類似白色黏液封住,增加蛹期安全性。化蛹地點在空氣與水面的交界點,巢離開水面會乾枯,浸入水中無法由氣孔呼吸而死亡。幼蟲會吃滿江紅和青萍的根部,致植物枯死,對其生存有極大危害;在取食槐葉蘋只吃葉不吃根,其繁殖速度快,不會威脅槐葉蘋的生存;在取食水蘊草,幼蟲潛入水中咬取,其留在水中的部分會繼續生長,對生存也不會造成威脅。

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全方位雙向家電保全監控係統

本文旨在應用電話網路作遠端遙控家用電器及防盜保全監控系統軟硬體之規劃與設計。本系統研製的目的,是希望建立一套系統,讓每個人不管身置何處,都能利用電話透過公眾電話網路,輕易地控制家中的電器設備及進行環境設定,以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。此外,由於通訊科技的進步與通訊產品的熱賣,使國人擁有手機的普遍性相當高,若能透過隨身攜帶的手機,經由通訊業者所提供的網路通訊管道,連結到家庭自動化與防盜保全系統亦可達到進行遠端遙控的目的,彌補出門在外無法使用室內電話的空檔。本系統利用公眾電話網路經複頻接收 IC(KT3170)連接至單晶片(EM78P451P),透過單晶片驅動外部電路與家中電器及門窗的監視感測器連接,再利用 EEPROM(93C66)記憶體設定電話及手機號碼,藉由電話網路傳輸,以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。在家電控制部份,採用顯示器可隨時瞭解家電使用狀況及控制其開啟或關閉,且可設定使用時間。在防盜保全部份,可隨時監控家中門窗,若有異狀可即時通告。記憶體可隨時記錄或更新資料,並可設定二十組電話及手機號碼。此外,本系統採用確認碼設定,可防止產生誤動作,系統可靠性高。

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跟電磁爐玩遊戲

偶然的一個晚上,突發奇想,把一個裝有燈泡的線圈放在電磁爐上,本是無意,但誰知燈泡卻一閃一閃的亮了起來,好奇心也隨著這亮光漸漸冉冉上昇,加上自然課上到電磁作用電磁鐵,於是想將電磁爐為科展的研究方向,進一步探討。我們研究的結果如下:電磁爐表面有磁力,中間才有電磁感應,表面溫度 23 度上下,最適用的器具是鐵鍋。氯化亞鈷溶液變成藍色,證明電磁爐有渦電流作用,電磁爐必須經過鐵製品才能測得渦電流,鐵片切開不影響渦電流的效果。電線長短和數量會影響燈泡發亮,。同樣數量的燈泡配上較長的電線,燈泡會較亮。電線圍成不同面積發亮情形不同,電線圈數不同,亮度也不同。

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婆娑起舞的曲線

在知識探索的歷程中,接觸實際的事物是增進學習的最佳方法。高二下,我們面臨許多二次曲線上的問題,過些問題可以用空問上的概念來解釋。在以往,我們所涉及、所熟知的只限於平而上的幾何圖形。囚此,我們對於空間上的概念並非十分明確,而必須借重各種模型來加以深入探討,但是我們對於所接觸到教具,感到並非理想,他們過於死板化。所以我們建立了一套活動的立體模型,希望能夠使教學兩方面進行得更順暢,同時也將一些"性質"加以研究、討論、證明。

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牆上的不速之客─蝎虎

在學校所舉辦的自然研討會上,我們認識了「蝎虎」這號人物,對於這位俗稱「壁虎」的仁兄所特有的生理機制產生了極大的研究興趣,在好奇心及求知慾驅使下,我們幾位有心研究的科學夥伴,偕同指導老師的熱心協助下,攜手共踏上這段趣味知性的「科學之旅」。

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道路安全控制管理模組

參加北區科展之後我們小組希望能夠更有效的解決交通問題,所以我們四人小組才決定作出這個我們理想中的完美交通安全道路,用我們所學到知識希望能做出一個,適合在台灣的部分特定地區所適用的管理模組,我們所做的管理模組中,有目前道路上最基本的功能,另外我們有另外裝設了紅外線人體感測器,車流量的比較而作出較人性化的變化,還有在公車站牌的地方裝設了一個以機器代替了人們舉手招攬公車的裝置,最後還增設了,若駕駛在重要道路上臨時停車,而妨害交通的順暢,我們可以感應到並且通知,拖車隊前來拖吊或是交通警察前來處理,但是最重要的是要遵守交通規則,這才是解決的根本之道。

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洗牌的數學

本文主要是將生活中玩撲克牌時分兩堆的洗牌程序,抽象化為將n 張牌等份為m 堆,探討至少需要幾次「向下洗牌」才能回覆到原來次序。在處理過程中,我們先利用電腦以歸納原則觀察後,發現與整數系中的餘數有密切的關係。於是利用整數系中最基本的性質:長除法原理及多項式的因式分解著手。當我們從n 的標準分解式作分類討論時,發現以2 為質因數的n 的相關問題,如當n=22p 時(p 為質數),則將牌等分成堆數不同,要回復到原來次序的「向下洗牌」,所需的最少次數就會不一樣。而當n=23p 時,所需的最少次數則又似會都一樣。就我們目前所學,尚無能力解決這類問題。故僅考慮牌數n=ab 及 n=ab+1(a,b 為正整數)兩種情形。為方便計,我們也利用模的符號及一些簡單性質。

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聲聲不息 汲汲蠅蠅—聲音對果蠅的影響

日常生活中充斥著聲音,為了了解噪音與音樂對人類的影響,我們從學界熟悉的模式生物-「果蠅」著手,以「求偶模式」作為先天行為的觀察指標,再以我們自製的「圓錐觀察器」觀察果蠅的運動能力。結果我們發現輕音樂、重音樂、低頻噪音、高頻噪音都會對果蠅的先天求偶行為與後天運動行為產生影響,而且程度不同,而又以輕音樂造成的影響最小,高頻噪音造成的影響最大。

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圓形尖額蚤-構造、行為及生活環境因子之探討

在一次使用顯微鏡觀察認識學校淡水中常見生物的時候,偶然發現了一些滿身沾了泥巴,穿了紅衣裳,慢慢地在泥中搖舞的小小動物,引起了我們的好奇心,趕忙請教老師,老師告訴我們由它們外觀形態判斷看來可能是水蚤的另外一種,需要進一步研究,於是引起了我們三位的興趣,以下就是我們一連串的教察探討,我們將它稱為一一圓形尖額蚤。

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讓巨人馴服地牛

為了實際瞭解不同的建築物基礎設計與處理方式不同,進而探索建築物耐震能力與隔震效果的差異性為何? 我們利用電磁鐵及電腦桌滑槽等簡易材料先自製了一模擬震動平台及具彈性節點之兩層式桁架。並將電腦連線的數位攝影機裝置於平台上, 以方便於震動實驗中同步觀測攝錄桁架淨變位之震動狀況。我們總共分有三大項的實驗, 分別研究三種的防震系統(橡膠柱防震、彈珠防震及我們所自創的新型防震)每三項實驗又分成兩小項分別研究各個實驗系統的功效與載重的影響實驗後再針對這三大項實驗來判別我們先前的假設是否成立, 並探討我們實驗的成果。

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