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第53屆--民國102年

著了蓮葉又折影

由校園水池中的蓮葉所產生的不尋常影子所啟發,促成了這次的研究與探討,我們試著以壓克力板模擬為池塘,再經過各種調整,來測量其在各種情況下會產生的變化。經過了仔細的觀察與研究,我們發現了那或許是由於蓮葉在水面上並不是完全的平面,而是有著些微的弧度,水因吸附力而被蓮葉的底面拉起,形成類似於凸透鏡的表面。而凸透鏡匯聚光的特性,會使原本該是影子的地方被照亮,而形成如花瓣一般的形狀。於是我們實際摘了一片蓮葉,一次次的調整並拍照後,再輔以電腦軟體進行測量,反覆測出了300個數據,算出其平均數後做為最後判斷的依據。根據實驗數據畫出圖表,我們發現葉影變亮寬度與水深扣掉焦距的長度成正比,這就驗證了我們的理論。並且,利用電腦計算我們設計出水透鏡的操作參數。

芋頭半胱胺酸蛋白酶抑制劑對桑蠶生長影響之研究

芋頭高雄1號比起其他品種儲藏時間較久,較不容易被病菌入侵,進一步發現其含有較高含量的半胱胺酸蛋白酶抑制劑,然而此蛋白質能否對昆蟲有抑制的效果,是否能當作生物防治的材料,待進一步研究;我們利用重組蛋白質芋頭半胱胺酸蛋白酶抑制劑 (tarocystatin) 以及對照組BSA與水塗佈在桑葉上,餵養兩周大的桑蠶持續三周,發現桑蠶的生長情形均受到tarocystatin的抑制,並且有較高的死亡率,推論tarocystatin可以影響蟲體的消化吸收功能,造成養分吸收減少而死亡。未來可以進一步研究並純化,發展生物防治取代化學農藥使用量。

你丟我撿,物盡其用

本研究是以海產殼為主角,得到以下結果: 1、 蛤蠣、海瓜子、風螺、蠔及九孔的殼碳酸鹽含量高,蝦子殼沒有。 2、 以海瓜子殼和鹽酸反應,用不同液體做排水集氣法收集二氧化碳,體積以:汽水>酒精>水>油。 3、 以排水集氣收集二氧化碳,產量分別是:海瓜子>蛤蠣>蠔>風螺 >九孔>螃蟹>蝦子。 4、 鹽酸溫度越高、濃度越大,貝殼顆粒越小,反應速率越快。 5、 自製簡易裝置測量,發現氣體的溶解度隨著溫度的上升而下降。 6、 海產殼顆粒越小,對銅離子的吸附能力越好。以殼種分:海瓜子=風螺 >蠔 >九孔 >蛤蠣。 7、 海產殼顆粒越小,吸附乙酸乙酯的能力越強。以殼種分吸附能力為:海瓜子>風螺>蠔>九孔>蛤蠣。 8、 以殼粉製作成粉筆。

紅線元年

當小轎車駕駛停車之後,即會將後照鏡收起來,而當車門開啟時,無法順利觀察後方來車,因此經常發生機車躲避不及的意外情形。我們為了減少上述車禍意外發生,特別設計一套紅外線感應器警告裝置,將此感應器裝置在後方牌照上方,以提醒機車騎士注意前方有車門開啟,並提醒轎車駕駛注意後方車輛的靠近。本設計之另一特點在於節省電瓶電量。當車子熄火的情況下,感測器才會開始偵測,而感測器電源完全由超電容提供,並不會消耗車上的電瓶電量。超電容之電量可以持續作動30分鐘,當其消耗完之後,只要車輛啟動10秒鐘即可再度充滿電量,不至於因斷電而失去功用,亦不會因此而產生危險性。交通部為防止突開車門的意外發生,已明令自102年7月起汽車駕照考驗增考「兩段式開門」,由此可見本設計在防護突開車門意外之重要性。

「焊」你在一起

從焊接練習及數位邏輯實習課程中的學習經驗,應用在專題製作的作品製作上,引發了對於焊接操作的一連串問題,更深刻感受其操作的不方便性,乃試圖尋求解決之道,企求獲得改善,使焊接操作變得更為方便。研究結果及結論為:一、針對焊接操作速度及焊點品質上,除注重焊接技巧所歸納要項外,於焊接操作時,應注意焊錫加入與其碰觸位置,以避免對焊接操作速度及焊點品質造成影響。二、焊接操作時,宜注意電烙鐵焊接工作溫度的掌控及與被焊元件碰觸時間的長短。三、研究製作之焊接輔助進錫裝置作品,確實達到輔助焊接工作順利進行,並改善焊接操作時,焊錫接觸位置不穩定的情況;操作簡單,具便利性,因具備獨創性且實現性高,已經提出發明專利申請。

以模型實驗模擬血管繞道手術後之流場變化

近年來,心血管疾病一直高居台灣十大死因的前三位。當病患的動脈有顯著的狹窄,繞道移植手術是一種解決方式。一般而言,醫生做完繞道手術後,並不處理原已嚴重狹窄的血管。但手術時若將原狹窄的血管綁住,會不會更佳?實驗是利用透明軟管建立模型,並以質點軌跡流場觀察法追蹤管內的情況。我們以水代替血液,橡皮筋顆粒作為追蹤質點,經攝影機紀錄質點流動的情形後,利用Tracker 影像追蹤軟體換算成粒子流速,再以Tecplot軟體計算管內的剪應力分佈。實驗結果顯示,繞道手術後若將原嚴重狹窄的血管綁住,使之完全阻塞,則繞道血管的血液流量、流速將明顯增加,而繞道管內的剪應力也相對較高,因此應可減低繞道血管阻塞的再發生率。

王者之姿-皇蛾

馬祖雖然地處離島,但是蛾類物種相當的豐富,不論在郊外或是在校園裡都,可以見到各式各樣的蛾的身影。由於收到友人贈送的皇蛾的卵,進而引起我們飼養牠的興趣,並希望透過飼養的程,進一步認識皇蛾的一生,包含牠的生活史及寄主食物以及其他相關的蛾類的知識,更進一步了解馬祖其他的大型蛾類,讓我們更懂得珍惜馬祖的一草一木及愛護馬祖的環境。

「渦」藏玄機-磁鐵在金屬管中掉落時間的因素探討與應用

本研究探討磁鐵在金屬管中落下時,掉落時間(渦電流效應大小)與各項變因間關係。我們發現金屬種類、管徑、管壁厚度、及是否有缺口等因素均會影響鐵掉落時間。接著進行磁鐵在金屬管中的運動理論分析,並建立Z軸運動方程式,再與實驗數據進行比較分析,發現理論與實驗數據可相互驗證。我們又自製「簡易分幣機」,並探討影響「分幣效果」的各項因素。發現分幣效果是依照硬幣成分排列。最後自製製作「腳踏車下坡安全強制減速器原理模型」,並設計「腳踏車下坡強制安全減速器雛形」。並以自製轉速計此測試減速效果。減速器正進行第三代測試中,希望利用簡單器材,製作出環保又實用的「腳踏車下坡強制安全減速器」以減少下坡時產生的意外事故。

非「硫」不可?

1. 探討溫度對於化學沉澱反應速率的影響。 2. 利用國中常見的不同種類化學沉澱反應代替硫代硫酸鈉與鹽酸反應來進行本實驗研究。 3. 分別利用光電比色計的透光度變化及導電度計的導電度大小變化來進行本實驗研究的測量方法。 4. 利用上述的實驗過程來找出最適合本實驗研究的反應溶液配置與方法。

填滿方格

本研究取自一道2006年國際小學數學及自然科學奧林匹亞的題目:在無限大的二維表格中,依某種規律,將正整數1、2、3、4、…逐一填入每小格中,該題目問了3道子題。我解決了該題,之後我更改原題填數字的規律,得到一個新題目,也解決了類似的3道問題,不僅如此,對於其他類似填滿表格的方法,我在本研究得到的解法都可解決,使得我的方法具有相當的應用性。