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科展作品檢索

還以「原」色

紅、黃、藍是色彩的三原色,每種顏色都隱藏了不同的原色在裡頭!不只是陽光、彩色筆及水彩…等,就連日常生活中隨處可見的糖果、水果裡頭都有著繽紛的色彩。

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蟋蟀

三年級的時候,我們負責打掃教室後面的苗圃;在樹根附近時常看到一小堆一小堆的土。在放學時把它掃掉,早晨卻又出現了。那都是蟋蟀挖的土嗎?蟋蟀是怎樣把土堆起來的呢?蟋蟀的洞穴是怎樣挖的呢?洞到底有多深?洞是飛直下去還是彎彎曲曲的呢?大家熱烈的討論,但是得不到結果。於是我們把這一連串的問題向老師請教。老師說:「如果你們有與趣,我們不妨來觀察研究,就不難擭得這些答案。」我們這樣在老師鼓勵下,展開了這次研習蟋蟀的活動。

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「破風而行」-風阻的探討

我們想要探討物體形狀及排列狀態對於風阻的影響,並對照自行車隊運用策略,從中尋找蘊含原理。我們發現:(一)物體前側角度愈大,風阻也愈大。(二)物體後方形狀愈平緩,易出現真空區,四周氣流隨著改變,阻力大增。(三)列車車頭形狀愈具流線形,空氣流動愈流暢。(四)車殼上錐狀孔洞及通風孔,具備降低風阻的效果。(五)列車高速前進時,風阻差異將擴大,若車頭形狀設計不佳,會產生擾動氣流造成危險。(六)物體正前方若有另一物體接近時,中間的氣流方向是紊亂的,後方物體面對的風速將減弱。(七)自行車選手前方隊形能有效降低風阻,但車隊需視情況調整策略。我們藉由這些結果了解交通工具的風阻處理方法及運動時降低風阻有利策略。

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「滑」出超級「矽」魔力

「超級黏土」不但能耐熱、耐冷,在海水以及強酸、強鹼浸泡下,都無法影響它的超強黏固力,它能緊緊黏住物體,固化後還具有可彎性,且具有彈力。我們分析它的成分還找了各種材料,並用自製測量工具:黏固力、彈力、酸腐蝕測量工具進行檢測,嘗試做出類似「超級黏土」及創意產品。經實驗得出:(1)超級黏土的成分有滑石、聚矽氧烷、甲基三矽烷等,實驗證明它有強的黏固力、彈力、耐熱、耐冷、防水及防腐蝕的性質。(2)自製超矽黏土:25公克滑石粉加20公克中性防黴矽酮加2公克玉米澱粉,性質最接近超級黏土。(3)我們用自製超矽黏土修補許多破損物品及捏塑生活用品,更加入夜光以及能感溫變色的物質,發展出既經濟又實用的創意超矽黏土。

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垃圾變黃金

地球上的能源日趨銳減,人類所製造出的垃圾遠多過於能使用的能源。能否將這些垃圾變成可以使用的能源是我們想探討的問題 。工業革命後,全球慢慢由農業社會轉型成為工商業社會。工廠需要像石油這種可以產生動力的能源 ,人類需要依賴天然氣或瓦斯來烹煮食物、燒開水…等。但是這些能源並不是用之不盡 ,取之不竭的。所以我們想製造一種既可以減少垃圾量,使用後又沒有污染的能源。希望達到環保與再生的目的。為了尋找這種能源,我們詢問過老師,也查過資料。我們發現酒精是一種燃燒後只會產生CO2跟H2O的產物的能源,比起其他能源使用後的產物還要來的乾淨,環保許多。酒精要如何製造呢?這學期自然課中,我們學了「有機化合物」。有機化合物中的「乙醇」也就是酒精,可以利用葡萄糖加酵母菌發酵製成。哪些材料可以做為我們這次實驗的材料呢?我們在街道、農莊、水塘與家中看到許多的垃圾,它們都是碳水化合物;像阿公家種的稻子,收成後不要的稻殼、路邊攤賣甘蔗的小販削掉的甘蔗皮、廚房已經發了芽的甘藷、菜市場菜販丟掉的玉米苞、水塘裡處處可見的布袋蓮以及椰子殼內的椰子肉,都是我們實驗的對象。實驗中我們討論什麼樣的材料最適合製造酒精。並且探討影響酒精產量的因素如:趜菌量的多寡、葡萄糖的濃度、發酵環境的溫度、發酵環境的pH值。經過半年多的實驗研究後,發現選擇的材料中以甘蔗最佳。且配合最佳的發酵條件,可以製造出濃度20%的酒精。我們真的把垃圾變成黃金了!

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波動的模擬

高三時,物理課探討了有關波動的概念,對於某些現象,只能靠靜態的圖解,再加上豐富的想像力來理解;對較複雜的現象,更是有如瞎子摸象一般。熟悉電腦的我們於是想到,何不利用電腦來模擬波動,不但可以將理論與實際相互證明,也許還能造福困惑的芸芸學子們呢?

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興風作浪的專家一颱風

民國 85 年,賀伯颱風以君臨天下的氣勢攻城掠地,令人驚悚的教訓,歷歷在目。台灣位於亞熱帶海洋上,颱風是夏季的常客,除狂風暴雨外,颱風對於台灣的天氣究竟還有哪些影響呢?地科課本中也提到,颱風的路徑易受太平洋高壓的駛引,兩者之間到底有什麼關係呢?是否仍存在其他因素?為解決這些問題,我們展開以下的研究。

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風馳電赴-突發奇想(風力發電機研究)

很多廠房和家庭的屋頂上都裝設有自然力抽風機的設備,在本實驗中,利用這樣的設備以固定的磁鐵強度找出最佳線圈數,並藉由磁鐵同異極的排列方式,來達到最佳能源效率;並嘗試利用集風的效果,希望獲得更大風速,讓風力發電機產生更大效益。

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彰化縣內連營藻的研究

本文是研究淡水養魚池主要浮游藻類,由於政府大力提倡,淡水魚牧綜合養殖場,已在本縣迅速的發展此類淡水漁牧綜合養殖場是利用一種飼料,可獲豬肉及魚的二重收益,以飼料餵豬,利用豬的排遺物拋入養魚池中供吳郭魚及其他混養魚類食用。本文之研究之旨在發現此類養魚池中所構成食物純基礎的藻類,經作者一年多的採集,發現其中最大的放群是連營藻,計 24 種,其中有三種是台灣新記錄。

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連續正整數的鈍角三角形劃分

對於集合 S={k,k+1,…,k+3n-1},考慮其所有三元子集的劃分,我們研究在其中所有子集皆含有的一致性:鈍角三角形。文中給出了對於初始值 k 尋找 n 的方法,並證明其存在性。對於所有 k 我們都能給出 n 的下界,並且發現這下界其實是相當緊的,如果能給出遞增性並且將極小值都構造出來,我們即可將所有 n 最小值之上下界差皆壓至1。在文末我們期望能夠從解析方面來對這問題進行更深的剖析,所以對於一類鈍角三角的的劃分方式給出了其必要條件的限制,並且同時作出關於全體鈍角三角形的等價類分組方式。

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高維空閒中的正多面體

無論在平面上或空間中,都存在有一些「正多邊形」或「正多面體」。在解析幾何出現之前,對於這些「正」的幾何形體,已有相當的研究結果。由於解析幾何的發明,四維以上歐氏空間的概念,也逐漸被人們接受。隨之而來的問題是,高維空間中也能找到由若干相同正多面體所組成的「超體」,或是由若干超體所組成的「超超體」嗎?在二度和三度空間中的各項性質,又能夠以怎樣的方法推廣至高維空間呢?

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可怕大海嘯

假設台灣東西岸同樣面對大洋,「為什麼東岸地形比西岸地形不容易發生海嘯?」「為什麼海嘯發生,深海上的船不會感覺而岸邊的會被翻過來?」南亞大海嘯引發了對海嘯的研究動機,比較鵝卵石或沙子地質在不同角度斜坡對海嘯反應,發現30 度斜坡房子倒最多,90 度最少。鵝卵石上房子比沙子上的穩。洗衣板模擬角度實驗,發現50 度斜坡浪最高,90 度最小。三段式大海模型實驗,發現海嘯由深海進入淺海時,波長短0.7 倍,浪高增1.9 倍,等比例放大成西岸水深40 公尺,驚訝地發現將有7 公尺巨浪!證明了平均40 公尺深西岸,因為淺所以浪會變高,易有海嘯;4000 公尺深東岸,因為深所以浪小,不易有海嘯。以節拍器控制波浪頻率實驗,發現頻率越高浪的波長越短。

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