全國中小學科展

第53屆--民國102年

以測謊技術偵測環境影響學生閱讀專注力(終級書齋)

本研究目的在研製皮膚電阻及心跳影響閱讀專注力偵測系統,以及分析環境噪音及溫、濕度對閱讀專注力之生理感知與舒適度。採用實驗研究法,首先針對量測數據進行校正,確保本系統能符合信度與效度之信賴水準。徵選有意願參與本研究之三位高職二年級學生為受試樣本,在閱讀「數學」科目下,調節環境聲音及溫、濕度,記錄受試者自律神經作用下引起皮膚電阻及心跳等生理變化。根據研究目的,獲致研究結果如下:(1)指尖皮膚電阻變大,表示閱讀專注力較佳,反之則呈現緊張的情緒;(2)心跳振幅越大,則情緒表現安定;反之則緊張;(3)闔眼後再接受本實驗所偵測之閱讀專注力比較佳。

別再晃了吧─吊扇擺動校正研究

本研究藉由光學理論的應用,希望建立以最低成本的方式,達到快速校正吊扇偏擺狀況。我們利用雷射光直線前進的特性,將吊扇偏擺的振幅顯示放大,並反射顯示於我們設計的同心圓盤上,再利用數位相機拍攝同心圓盤上光點的位置,這樣可以確認吊扇偏心的位置及大小,透過圓盤上光點軌跡的角度大小,可以計算出吊扇的轉速,經過數學的推算後,就可以知道需要搭配的配重重量及位置。

智慧型遠端插座用電監控系統

在電費日趨上漲的今天,「節約能源」對大家來講無非是必要的事,本專案嘗試利用目前智慧手機APP 的實用功能,以及單晶片微電腦等,探討設計一個「智慧型遠端用電插座系統」,並提出一個有效達到節省用電量以及監控用電狀況的解決方案,本專題探討穫得以下結果:一、利用現有智慧型手機,搭配如插座般的硬體模組,使用於家電的控制上,是方便可行。二、硬體模組可順利與家庭的電源系統及插座相容,居家不須做大幅度施工改善電路工程。三、針對往後新建大樓房屋的電器配線及明線或暗線插座皆可很容易的搭配使用。四、藉由我們所開發產品,使用手機即可容易完成對居家電源進行如拔除插座一樣的隔斷電源動作。

加油站的陰謀

前些日子,因為金融風波造成國際原油價格上漲,使得人民生活開支增加了!在這樣的環境中,如果大家仍不注意生活中的小細節,就容易被既得利益者獲得了更多的利潤,而加油站就是其中之一!我們利用加油的兩種計價方式去探討加油站的計價方式是不是合理?如何才能不被加油站凹走錢,反而能從它們身上賺到錢?並希望能找出一個簡單的方式幫助大家快速的做決定!

曝「光」的「珠」絲馬跡

本實驗探討紫外光對五蕊葉下珠生長發育和遺傳毒性的影響。我們研究五蕊葉下珠從種子萌芽至開花結果,只需5-8週時間,生命週期短,易繁殖生長,能在短時間內產生大量的種子,我們以這世代交替迅速的五蕊葉下珠作為研究對象,進一步處理紫外光照射其種子和幼苗植株,影響種子萌芽和幼苗的正常發育,隨著UVC照射時間愈長發育幾乎停滯,嚴重的話導致植物死亡。生殖方面雄花和雌花的發育率也降低,花粉管的發展被抑制,甚至所發育果實其內的種子萌芽率減少40%,發芽種子呈未分化,且細胞染色體出現異常短縮狀,顯示紫外光對於五蕊葉下珠有遺傳毒性傷害,我們期望利用生理和遺傳性傷害等病徵,以五蕊葉下珠建立生物模式(model)作為曝露短波紫外光輻射的預警訊息!

隱藏式觸碰門

以人體作為觸發訊號來源,利用觸發間隔時間作為輸入資料訊號,當輸入密碼與預設密碼吻合則門開啟。本系統主要功用如下:一、 隱藏式輸入訊號端,輸入訊號可設計在門上任一地方,同時設計為可更換之輸入點,利用開關選擇門上A點、B點或C點……作為輸入點,有心人士即使知道密碼亦無法得知應由何處輸入密碼。二、 利用人體為觸發訊號源,以長按、短按觸發輸入點輸入密碼,無需使用鍵盤作為輸入端,免去維護及保養。三、 密碼位元數可由使用者自行設定,密碼可設一位數至無限多位數,當使用者僅去路口倒垃圾可設一位數(如3,大門敲3下)方便進出;當使用者出國多日則可設為多位數(如275384659424,小偷猜對密碼機率一兆分之一)確保安全。四、 適合用於社區大樓、辦公大樓或大型飯店門禁管理,每扇門使用自訂密碼,每擴充一組電鎖門僅需一組輸入/輸出(I/O)點,便於擴充與管理。

聲波激擾對噴流擴散特性與燃燒性能之影響

本研究以實驗方法觀察受聲波激擾的噴流之等溫流場特徵及燃燒火焰行為,探討聲波激擾對噴流的混合特性及燃燒性能之影響。使用熱線風速儀量測聲波激擾引致噴流出口速度振盪的特性;應用流場可視化技術,觀察噴流的流場特徵;藉著量測噴流之側向擴展寬度,比較噴流受聲波激擾之前與之後的混合與擴散特性。最後,丙烷作為噴流的流體,點燃噴流形成燃燒火焰。觀察燃燒火焰的顏色與外觀尺寸變化,探討聲波激擾對燃燒噴流的燃燒性能之改善。結果發現聲波激擾噴流時,藉著「回吸預混」、「渦漩形成、演化、捲入、破碎」與「紊流增強」效應等物理機制,有效提升噴流與週遭空氣的混合與擴散特性,因此,在實際燃燒噴流的工業應用,可以明顯的提升燃燒效率。

精確快速之勞伯佛天秤四連桿平衡校正中心裝置

在二年級練習丙級車床題目時,常需要用到量錶來校正工件的同心度,但進行加工時工件除了需考量同心度之外,還需要兩面的平行度,尤其在做車床題目時,需要將工件調頭加工,而工件調頭夾持的過程中,就有可能使工件失去平行度。因此可以利用此裝置,來同時進行同心度及平行度的校正。

尋找正榕小小蜂

在此次的研究中發現到榕果果腔中生長有長花柱雌花、短花柱雌花(癭花)及雄花。而且在 果腔中總共發現了六種雌、雄榕小蜂,其中的 Eupristina verticillata 雌、雄蜂與榕果是互 利共生,其餘五種榕小蜂與榕果是寄生關係,而且Eupristina verticillata 雌、雄蜂在果腔中的數量最多,是生存優勢族群。觀察到榕小蜂會在雌花的子房中產卵,形成蟲癭,因為各種榕小蜂的身長皆「顯著大於」蟲癭子房的長度及寬度,所以榕小蜂必須捲曲著身體, 才能藏身在蟲癭中。並且觀察到雄蜂間為了能與雌蜂交配,會有爭鬥的行為,更是發現了 雌蜂必須靠雄蜂咬破蟲癭,才能離開蟲癭。

數字圓舞曲

探討m對男女舞者分別穿著m種不同顏色的衣服,圍成內、外兩圈跳舞。每當他們跳完一小節後,只有內圈的舞者會以順時針方向移動一個位置來交換舞伴,如果女生排在內圈(如圖1),那麼外圈的男生該怎麼排,才能使得排定跳舞位置及交換d次舞伴後,恰巧都有d對男女舞者穿著同顏色的衣服。我們以間隔排法探討3對、4對、5對、……、12對男女舞者跳舞時,交換舞伴的情形。最後歸納得到: (一)若(m,n)=1,則可以排出內、外圈「一對一對應」的跳舞位置。 (二)若(m,n)=1且(m,n-1)=d,則在排定跳舞位置及每交換d次舞伴後,恰好都有d對男女舞者穿著同顏色的衣服。(註:n為間隔數)