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三生一死的費氏數列

本作品主要在推廣費氏數列,得到新的遞迴數列。費氏數列的來源之一是「兔子對生長問題」,該問題涉及4項條件:「成長期」、「懷孕期」、「下一代數量」、「壽命」。在歷屆科展中,我們是最先推廣原問題4項條件的研究小組,並得到更一般化的新數列。我們除了透過「整數數列線上大全」檢索、也在自己有限的能力下儘量搜尋各種文獻,還沒有我們發現的一般化數列。雖然我們得到新的結果,不過卻只使用了簡單的方法:畫圖、計數、直觀觀察,而且還試著保證數列規律成立,使作品更嚴謹。最後我們加入「狼」的條件,狼會吃掉兔子對。關於兔子對數量的規律得到一個猜想,可供人們繼續研究下去。

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我們的房客--壁虎生態之研究

有天晚上,我看到電視上播映武俠劇:那些有武功的人會飛簷走壁;轉眼瞧到牆上的壁虎也會爬壁,而且功夫更厲害。我知道:電視劇裏會爬壁的人,都靠著特殊的攝影技巧變化,而不完全是真實的爬壁功夫。而壁虎為什麼這慶容易的在壁上生活呢?於是我對這種奇妙的動物產生了興趣,展開了壁虎生態研究。

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撞球台上的黑盒子

由於受到學習經驗的影響,我們理解可利用鏡像作圖,找出撞球台上從某一點「繞球台」撞至另一點的第一碰撞點位置。但面對真實撞擊時,就會覺得當判定用的線段落至球台外部時,會使得撞擊方向的確定更為困難。我們希望找出可將所有判定因素拉回球台上考慮的方法,以提高理論的應用性。 我們針對以「對邊連續碰撞」與「繞球台」兩種方式,撞擊母球至另一指定位置的撞擊方向進行討論,從少顆星探討到多顆星,從「對邊連續碰撞」探討到「依序繞球台」再到「非依序繞球台」,透過不斷試驗、推證與修訂,確立了「對邊連續碰撞」的簡易撞擊方向判定法,並證得以「黑盒子中心」找出判定「繞球台」撞擊方向的理論。依據推得的理論作圖,可得出P點繞球台n顆星撞至Q點的初始撞擊方向,若依此方向將P點撞出,則點P必能撞至點Q位置。

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變形方塊~最少刀切割五、八方塊重組為正方形的探討

由【希臘十字】的挑戰為起點,我們試著探討多方塊用最少刀切割再重組拼成正方形的可能性。研究過程中,我們發現邊長長度是一個重要的因素,在五方塊中找√5的邊長,八方塊中找√8的邊長是解題關鍵,垂直切割後能產生直角是另一個關鍵。研究結果顯示12種五方塊圖形中,切割重組成正方形的最少刀數是二刀(五種圖形)及三刀(七種圖形)、369種八方塊圖形中,切割重組成正方形的最少刀數是一刀(4種圖形)、二刀(215種圖形)、三刀(149種圖形)及四刀(1種圖形)。將五、八方塊切割組合的方法,運用到十方塊的切割組合是可能的。目前我們依方塊數及圖形的不同,分為等長型、固定型、不定型等應用類型,而更完整的應用持續在研究中。

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The Development of an Orbital Angular Momentum Sorter for TransferHigh-Speed Data Transfer

An orbital angular momentum (OAM) sorter concept was designed for high-speed data transfer. The OAM of a light beam known as an optical vortex can exist in one of an infinite number of states and may be used to carry information. The augmented alphabet of states carries the potential to increase date transfer speeds over conventional binary (0 and 1) methods. A vortex generator, or OAM encoder , was constructed from a slit cover slip functioning as an adjustable spiral phase plate, and a vortex analyzer, or OAM measurer, was created using a transparent print of a computer-generated hologram. The two components were then incorporated in an OAM sorter concept that that employs a novel combinatoric method for sorting data. The vortex generator and analyzer created were inexpensive simpli-fications of previous devices and have the potential to increase the alphabet of transmission states several thousand times over binary methods if implemented in the OAM sorter concept.

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Keyboard for Blinds

The reason for making this project was with the intention to help the blind persons. A lot of people with vision problems don’t have the resources available to acquire equipment or programs that make it easier for them to use a computer to write, to communicate etc... Being aware of this problem we took the liberty of researching at a community center that helps the blind persons in Tijuana Baja California, Mexico. We found that they had a type writer (Perkins) with only 6 keys that symbolized Braille. They also had a normal keyboard that had the Braille code over each key, but it is complicated to learn because of its many keys. Due to our research our intention was to design a system that respect the Braille symbols of the Perkins type writer and translated them to the common alphabet. We believe that this project will help many people especially the blind, with writing books, letters, articles, etc. So they can be integrated to activities and jobs reserved, until now, for people with the sight sense. My project also has 8 keys, when the person press a key combination the PC emits the sound of the letter. And when a word is completed the PC reproduce the whole word on the speaker. When the entire paragraph is completed there is an option to reproduce it. It has also other functions as erase everything, back space, etc. All these with the 8 keys. To control the system I used the parallel port of a PC, with a control program made in Visual Basic. Currently there are systems for the blind but are very expensive, they have a cost of approximately $900.00 US dollars, which is a high price to pay for some people. My project has a cost of $70.00 US dollars thus making it easy for a person who has a computer to be able to buy this keyboard. This project is being use in the “Blind Persons Training Center” of Tijuana city. They helped us to develop it, giving some ideas to improve it.

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食柑橘屬〈Citrus spp.〉植物的七種鳳蝶之幼蟲形態比較

生物的命名與分類是研究生物的不二法門,製作生物分類檢索表更是鑑定生物的重要工具,但一般市面上的圖鑑,其鳳蝶分類以終齡幼蟲或成蝶特徵製程分類檢索表,至於一到四齡鳥糞狀幼蟲之分類檢索表,則曖昧不清,但根據我們的研究結果,臭角顏色、頭部顏色、體表斑紋的分布、體表凸起等幼蟲的形態,均可做唯一~四齡幼蟲分類的根據,而本實驗結果所製作出的七種鳳蝶各齡期幼蟲檢索表,有助於未來研究者作為不見定的參考價值。

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汽車加速減速速度顯示警示器

高速公路可怕的連環車禍,近年來在英明政府的領導下,自由中國經濟蓬勃發展、工商發達,更全力完成十大建設,其中尤以南北高速公路,使得南北工商交流更感便捷,行程縮短一半,行事效率提高,經濟形成一片光明遠景,跟著高速公路的發展,政府一再倡導高速公路行本交通安全,但還是屢屢發生奇大的車禍,人亡車毀,令人不禁悚然。綜歸車禍發生原因,不外乎二車未保持距離,車速判斷反應過慢,形成追撞之連環車禍。一般汽車車後皆只裝有剎車燈,但高速公路行駛,是很少踩利車,大部份以油門大小,控制速度的快慢,然因此種速度的快慢,車後並未裝有指示燈,以便故車後的警戒僅憑二車距離目測車前是否加速、減速,若稍未加注意或判斷不夠敏捷,便很容易發生追撞連環車禍。有鑒於此,為了交通安全,人們生命財產的保障,便動機設計此一汽車加速、減速顯示警示器。

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旋風手裡劍之瓶蓋棒球大解密

我們改裝了JSPB氣槍,藉以產生穩定的推進力,並結合3D列印製作不同的槍頭,加上砂紙的摩擦來模擬出手時產生的旋轉,利用這個發射器,進行不同的實驗。 我們使用了flash、tracker、MPC、excel等軟體,交叉比對實驗結果,並成功利用現有的器材對同時高速移動又高速旋轉的瓶蓋進行了轉速分析,克服沒有專業高速攝影機的困擾。 分析後,我們發現瓶蓋的凹面擺法是產生浮力的主因,可用以對抗重力,延遲下沉,而摩擦產生的旋轉會造成瓶蓋在行進中改變球路,利用不同長度的槍管,就能產生不同程度的旋轉,可有不同程度的球路變化,結合這幾項元素,我們成功實現多種球路,可提供有興趣的人練習打擊,希望在瓶蓋棒球運動的發展上做出貢獻,說不定會掀起風潮。

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「液表」人才—同性相吸,異性相斥

液體「內聚力」大小與液體固體表面的「接觸力」,將決定液體與固體接觸的接觸角。燻黑的玻璃會產生碳微粒,造成液體的疏水性,探討液體親水性和疏水性在沉體和浮體時接觸角的變化。我們發明了一種簡易的方法測量液體的表面張力係數,既方便又準確;實驗中我們得到一個物體密度大於液體的漂浮體,除了一般所知的表面張力外,還有因液體表面形變所造成的浮力。另外,若兩漂浮體的接觸面同為「上凸」,或同為「下凹」時,則兩漂浮體間會有吸引力;若兩漂浮體的接觸面相異時則有相斥的現象。我們利用兩種裝置設計,測量吸力與相斥力的大小,利用實驗結果和理論分析,發現這個作用力與表面張力及接觸角有關,而且兩物體越靠近,此作用力越大。

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智慧型停車場管理系統

本研究主旨在利用可程式控制器(PLC,Programmable Logic Controller)做為停車場控制的主體架構,搭配電子電路完成出入口閘門系統、車位顯示系統、車位偵測系統等三個系統,模擬整個停車場的停車及取車狀況。並設計VB(Visual Basic)圖控軟體與可程式控制器的通訊連線,將整個停車場該樓平面圖顯示畫面中,秀出空位所在及剩餘車位數等,達到在電腦上直接對停車場做監控的工作,為了達到高安全性的目標,在出入口處搭配攝影系統錄影存證,以便備查。

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線上教學資源

藝數摺學-一個可以從小玩到大的活動:哥倫布方塊

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