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「震」去「震」又回—臺灣西南近海地震群實例研究
本報告分析臺灣西南近海約東經120.5度、北緯21.7度的地震目錄,此地震群在西南部低地震活動區發生,顯得特別。分析結果在1994~2013年10月間,出現四次大地震,震源深度均約40多公里。大地震發生後,較長期的地震位置變遷,均約以近2年時間向上向東遷移,再向下向西回到40多公里,並接續下一次大地震。深入統計分析,發現數次變遷範圍常大於10公里,超過定位不確定性,是可信賴的結果。不過大地震發生後約2、3月內的短時間變化趨勢較複雜,和長期趨勢相似。本研究也建立一系列模擬實驗和一假設模型,解釋地震隨時間空間的變動,接近週期性發生的原因。並比較附近地區地震活動,考慮岩層受大環境應力作用後,大地震後數年內地震平均位置的變遷。
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共振下竟然不會振----探討反共振的成因
藉由我們自行設計的主振動系統與吸收器,來探討兩者頻率一樣時,在外加驅動力下,是否外加頻率等於主系統原先的自然頻率時,會出現主系統不振動,因為我們實驗的驅動力並不是直接作用在主系統上,造成我們的實驗結果與預期有差異,而且這個反共振頻率的偏移量與兩者之間的質量比值有密切的關係,主系統與吸收器的質量差距越大,反共振頻率越會接近原先的自然頻率。又由於原先是單一自然頻率,變成兩個物體的系統此時自然頻率由原先的一個變成兩個,而且兩者頻率的間距也與兩者的質量比有密切關係,兩者質量比(吸收器m1與主系統質量m2比),μ=m2/m1 比值若越大,兩個自然頻率離得更遠。
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神秘「果」度─探討神秘果抗氧化及解酒的可能性
由於看到新聞報導神秘果具有能讓酸變甜的效果,也有良好的抗氧化能力,甚至有解酒的效用,引發了我們的好奇心而進行研究,旨在探討神秘果的抗氧化力及解酒的可能性。首先萃取不同保存方式的各部位神秘果,以碘滴定法檢測其抗氧化力,我們發現神秘果的抗氧化力受到不同部位、溫度及保存方式影響,以葉片的抗氧化力為最高,而乾燥保存最能保留色素及抗氧化力。我們另以神秘果中含有的琥珀酸和檸檬酸進行解酒研究,在37℃下使琥珀酸過量時酒精減少百分比最高,而檸檬酸幾乎不與酒精反應。接著以Arduino自製酒精蒸氣檢測器測定不同保存及萃取方式的神秘果解酒情形,以水萃取的濃縮液能使酒精蒸氣濃度下降量較乙醇萃取的多,又以冷凍乾燥的果皮+果肉最佳。
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渾「圓」有「定」—從七圓定理到雙心六圓的推廣
本研究將從七圓定理出發,試圖改變切圓個數,探討共點的存在性;更進一步推廣「六個與兩內離圓分別均外切與內切的環切圓」之雙心六圓,探討其共點、共線、共圓及共錐等性質;研究有驚人的發現「當六個環切圓轉動時,其各類對應點連線之共點必為定點,且在連心線上。」推廣至不同個數的環切圓時亦成立;當兩內離圓甚至推廣至兩外離圓或是圓與直線時,亦發現其諸線共點、諸點共線、諸點共圓、諸點共錐等性質必成立。
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以彈簧系統模擬固體內原子振動行為並以Tracker軟體分析情運動情形。 以驅動力改變頻率方式看彈簧系統的振動模式,從單一砝碼的運動情形開始探討,逐漸推廣到同質量砝碼串聯,再延伸到兩個不同質量砝碼週期性串聯,最後討論其不同外加頻率下彈簧系統的振動行為,可模擬出兩不同砝碼可以出現如固態物理中晶格振動的色散現象(dispersion relation),其振動行為可分為聲頻支與光頻支,並觀察出在某些頻域系統不太具有振動行為,這跟固態物理的能隙的相呼應。
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為驗證「酒精燈燃燒速率與環境熱阻成反比」之理論,本實驗仿參考文獻【一】作法並重現其實驗系統,做法為補強數據點並使用更多比對方式,實驗結果顯示該理論符合實驗再現性。 為實踐理論之應用性,設計縮小比例之「具有煙囪房屋」模擬對流系統,並使酒精燈芯蕊於爐火中心燃燒,透過設計、改變環境熱阻之變因,觀察酒精燈燃燒速率及煙霧走向,藉以了解環境熱阻及氣流如何變化。 本實驗根據模擬屋實驗結果設計對流風管系統,最後發現透過控制轉速及風洞開口大小可使火爐燃燒速率制控於「燃燒速率最大值為最小值之5倍」。
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「什麼魚」丸尚天然—自製手工虱目魚丸
我們的研究主要探討如何用虱目魚(又名“什麼魚”)肉自製出最好吃的虱目魚丸。研究方式是將虱目魚背肉以家用料理機打製成魚漿,擠至熱水中煮成魚丸,再以自己設計的咬勁與彈性測試機進行品質研究。在這個充斥黑心食品與人工添加物的年代,許多人開始嘗試在家簡單自製食品。我們在研究中發現,其實自製虱目魚丸過程不但容易有趣,且不需要添加任何非天然的物質。只需要在低溫下將魚肉絞碎,添加調味料打成魚漿,將魚漿冰存靜置一段時間,再以沸騰的熱水煮成魚丸;如果在製作魚漿時,加入一定比例的澱粉,將會提升虱目魚丸的口感。而我們所製作的虱目魚丸,在越來越多我們研究出的製程條件控制下,也越來越受同學們的喜愛,讓我們有很大的成就感。
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中華民國第三+六屆中小學科學展覽評審會總評語
一、本屆科展參展之作品共有國內三百五十六件及外國五件,如期於台北市建國中學的學生活動中心內佈置完畢,經安全委員會初審、複審通過後,順利展出。在各科的評審委員們細心且公正的審問、評閱下,歷經一天半的初複審後,也順利地產生前三名、佳作及特別獎的得獎者名單。得獎作品普受評審委員的讚賞。 二、本屆科展作品參展之質與量也有普遍提升之現象,高中組之作品在各科內居有新穎的題材、深入的探研、良好的電腦化數據處理及頗佳的壁報論文看板製作,有顯著的進步,表示科學教育之推廣,在國內正逐步地落實。 三、國中組作品也有良好的創建題材出現,電腦輔助的研究工具也頗為普遍,本土化及日常一般現象或就地取才自行研製測試儀器也得到評審委員們的肯定與鼓勵。 四、國小組普遍地向往年般地活潑,演講解釋生動,壁報論文看板製作也頗有特色,題材選擇型傾向日常所見所紋與切身相關題材,並符合其能力所能執行的主題,是一正確方向。 五、作品探研的方式也均能符合嚴謹的邏輯思考,細密地觀測及系統化的數據收集與處理等符合科學步驟之作法。作品及論文壁報呈現生動,解說也十分自然而能掌握要點,十分難得。 六、作品大部分均能符合參展ㄓㄢ全規則,比往年進步許多,唯看板上壁報論文及參展實物尺寸上有不少作品未能符合作品參展之製作規則,尚望下屆作者及指導老師能完全遵守安全準則及參展作品之製作規則。 七、國小組指導老師在作品探討之角色上,有過度參與之現象。如何適切地擔任指導老師的角色,而又能引導學生進行科展作品之研製及作品解說,推廣及落實科學教育乃是一值得老師深思的課題。 八、壁報論文看板上的製作,如何由雜亂無章的數據推內整理出清楚而顯示優良的圖、表,及精闢的文字解說,使在看板上能符合其尺寸,又能精確地含蓋作品之研究內容,是值得改進之處。 綜而言之,本屆科展參展之作品,在研究主題之創新、參展作品之質與量有明顯的進步。不符合完全歸責之作品也大幅度地減少,電腦化的應用、本土化的題材、跨領域的研究,是本屆科展特色。
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「飯」科學~探討米飯的抗性澱粉形成條件
近幾年來減醣飲食成為減重妙招,而抗性澱粉就成為熱門關鍵字。本實驗將針對臺灣飲食中最常吃的「米」進行抗性澱粉形成條件的探討。 我們自製了硬度與黏度測量機比較常食用的四種米,結果發現當抗性澱粉增加時,米飯會變硬、黏度下降,而直鏈澱粉含量越高的米經過5℃儲藏後抗性澱粉增加,隨者儲藏時間增加而變多;米飯水分越多,經5℃儲藏不會增加抗性澱粉含量;煮飯時添加油脂、醋及食鹽都能增加抗性澱粉的形成。最後,我們將冰過的米飯進行復熱,發現利用微波爐加熱30秒可以保留較多的抗性澱粉又能吃到熱熱的米飯。 飲食中增加抗性澱粉可適當降低糖類的攝取,因此,選對米飯並利用低溫冷藏增加抗性澱粉含量,可以讓你在平日飲食中輕鬆吃出健康。
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調控奈米普魯士藍顆粒尺寸提升二次電池充放電效率
本實驗以共沉澱法製作普魯士藍奈米顆粒,以調控沉澱溶液的溫度在25、50、70、85℃,分別成功製作出平均直徑為26、32、38、62 nm的Na-FeFe普魯士藍顆粒粉體。以GSAS結構分析程式擬合X光繞射譜圖,指出晶體結構為立方體,且提高共沉殿溶液溫度可以提高Na含量,減少H2O佔據孔洞。由反傅立葉轉換獲得電子分布圖,顯示與與C鍵結Fe的電子密度低約15%,其電子組態為C-FeIII及N-FeII,C-FeIII較容易進行還原反應。組裝成二次電池,顯示32nm及38nm普魯士藍為陰極的電池,C-FeIII及N-FeII,均可以進行氧化還原反應,其電容量較高且充放電衰退率較低。
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四年級自然課第一次接觸到萬花筒,覺得很好奇;五年級暑假的科學營,開始探究萬花筒。仔細觀察後發現:萬花筒可以千變萬化的機制是:受重力作用而隨機變化的物件與無限反射的鏡片組。柱狀萬花筒:鏡片數為2時,夾角越小成像數越多、越趨近圓形;鏡片數為3、4、6時,能形成完整成像,有無限延伸的視覺效果;鏡片數為8、9、10、12時,成像類似花蕊和花瓣的效果。塔型萬花筒的成像有球體浮凸效果,斜邊越傾斜,球形成像越浮凸,徑長越短;搭配偏光片和膠帶為物件時,會產生與本體不同的繽紛色彩。 最後我們根據研究結果研發出魅力四射、滾動星球、光之花等特色萬花筒,其中炫光寶石萬花筒與機電整合成聲控變色小夜燈。
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千里送伯勞-紅尾伯勞的習性、掠食習慣和棲息
紅尾伯勞在台屬冬候鳥,來台至少有兩個亞種; 本實驗主要是記錄紅尾伯勞來臺過冬,在衛武營地區的分布、停留情況、滯留時間、覓食習性來做探討,透過定期走訪衛武營,實際到野外觀察,進而討論出紅尾伯勞偏好的棲息位置和選擇停留的物體以及經常捕食的獵物與環境的關聯性。
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