第55屆--民國104年

我們在高一時學到如何在銳角三角形三邊上任取一點形成周長最小的三角形。而我們現在將原有三角形的三邊轉化成圓或點，來探討三個元件上各取一點滿足最小周長的條件。 當我們以幾何的證明方法找尋三角形周長發生最小值的條件時，可由前幾個例子發現三角形周長發生最小值時皆具有角平分的特性，之後我們便朝此方向證明所有情況。接著，我們再以物理最小能量原理重新解釋每一種情況發生最小周長時的條件。 目前我們仍無法克服的為兩圓一點或三圓的情況，雖然已知滿足最小周長時會具備角平分的特性，但在明確找出點的確切位置時，我們目前只能經由圖形的觀測，發現一些有趣的特點，這之間還存在許多有趣的秘密等待我們去探索。

本研究主要是利用水箱設計模擬洋流的模型，並建構穩定的模擬測試流場，進一步以Maker概念，結合3D列印技術，設計並印製各種型式扇葉及葉框導流等變因模型，用以探討其對洋流發電的影響。 研究結果發現：水平式阻流型渦輪機其扇葉面呈30度傾斜角及8片扇葉數時有較好的發電效能；若加上適當比例長度的圓錐導流尖角及加裝分離的導流罩框，並調整導流罩框的高度與距扇葉面的距離，和適當比例開口，均能達到較好的集流發電的效能。參考比較相關的風力發電研究報告，本實驗相關的研究結果符合理論探討。因此，本研究以3D Maker的概念技術，建構探討洋流發電的模型確實可行。未來，應可用此技術作為探究洋流發電系統的一項思維與工具。

科學原理俯拾即是，為了瞭解影響湯匙搖擺下坡的因素，我們設計了一連串的實驗來進行探討，在實驗過程中我們發現湯匙搖擺下坡受到了許多變因的交互影響，包含了湯匙的形體、下坡軌道的角度、湯匙的重心傾斜狀況、軌道底板的數量、材質差異、軌道側板的種類、、、等等因素，請看我們慢慢分析如後。

本研究主要探討以軌跡法做出平面多邊形的軌跡圖形與原圖形之間的關係。文中主要分成三部分加以分析討論。首先，將三角形以軌跡法做出後，觀察軌跡圖形與原圖形的關係。其次，軌跡圖形與原圖形是否存在一定的規律，對於不同的多邊形是否都存在此一規律？最後，以數學概念證明出軌跡圖形會與原圖形相似或是全等。從中發現在菱形的相似圖形尋找過程中，當原來菱形的內角分別為60°、120°、60°、120°時，其他兩點的軌跡線所形成的圖形與原圖形具有全等關係。接著更進一步分析與討論此一情形後，歸納出當所選定的軌跡點至定點的距離等於定點至動點的距離，則該軌跡點所形成的軌跡圖形會全等於原圖形;反之，該軌跡點所形成的軌跡圖形會相似於原圖形。

利用通入外線圈的電流造成外磁場，並通上內電極電流。離子受到磁場和電流的影響，會在觀測槽內形成圓周運動，放入標定粒子觀測其移動情形。改變硫酸銅水溶液的電解質濃度、內電極電壓、外線圈電流，觀測並記錄離子移動速率、電導率、莫耳電導率的變化。 實驗結果顯示:第一、濃度越高，電導率越高，造成離子移動速率越快，但換算成莫耳電導率時，因為濃度越高，離子間的吸引力越強，莫耳電導率就越低。第二、內電極電壓越高，電導率越高，離子移動速率同樣也越快，而因濃度相同，換算成莫耳電導率時，同樣也越高。第三、外線圈僅提供磁場，使勞倫茲力增加，但幾乎不影響溶液之導電程度，使離子移動速率隨之增加。

本實驗利用航太領域的光學影像顯示科技-Color Schlieren來觀測空氣中的流體變化，實驗過程以製作一個能夠看見氣流流動情形的簡易實驗裝置為目標，利用光線通過疏密不同的空氣而產生折射現象差異發展出一個簡單、方便組裝的實驗裝置，最後以Color Schlieren光學顯像技術觀察氣槍噴嘴在操作時噴嘴附近空氣密度變化的情形，發現噴嘴塊狀流為產生極大噪音的來源，並錄音然後繪製頻譜，比較各種自製噴嘴的降噪效果及其塊狀流的消除情形，自製的噴嘴過濾器比較直孔及螺旋孔兩種結構，並改變不同孔數，研究發現直孔效果優於螺旋孔，且孔數越多其降噪效果越明顯。

本組實驗主要是為了防止水溫過熱，避免人碰觸時感到不適或受傷。除了有提醒功能以外，我們將這整套電子運作放進擁有浮力的玩具裡，讓它能夠漂浮在水面上以利偵測目前水溫，也能讓整組電路與水隔離，防止漏電的情形發生。 原本再簡單不過的塑膠玩具，經過結合感測器之後，添加新的功能。使用的時候還能增添樂趣，一舉多得。

實驗結果顯示，經過夯實步驟的道碴，彼此靠近愈形緊密，道碴間所產生的摩擦力，巧妙地達成固定枕木之效果，但是在雨天的時候，受水份的影響，而造成道碴間的摩擦力變小，尤其以泡水時的影響最大，此時枕木被道碴固定力量也變小最多;由於道碴間有縫隙，讓鐵軌在雨天的時候可迅速將路基上雨水迅速排開，路基因而不易積水，所以影響固定枕木的力量與道碴的形狀、大小、外觀圓滑與否及枕木形狀有關係外，氣候因素之於道碴濕潤程度亦不容小覷。此外，道碴還有分散火車重量防止鐵軌下陷的功能，可讓火車行駛在鐵軌上穩定性較高也較安全。

我們試著讓舊的煙囪蓋能隨風擺動，找出通風效果最佳的通風蓋，研究發現效果最好的通風蓋能有較通風球及彎管更好的排氣效果，在一些特別的尺寸和安裝位置時，會有吸氣的現象，利用能排吸氣的通風蓋能幫忙建築通風換氣。

本研究主要是探討影響磷光物質放光情形的因素，如：磷光物質本身的條件，周遭環境的狀態，以及照射光源的波段分佈與強弱。 首先，我們先透過光譜儀對照射光源進行分析，並觀察在不同條件的光源照射下，對磷光樣本發光情形的影響；接著，再利用加熱器調整樣本周遭的環境溫度，探討在不同的溫度環境下，對磷光樣本發光情形的影響；最後，改變磷光樣本的照光表面積與厚度，觀察這些條件對磷光樣本發光情形的影響。 透過本研究的結果，讓我們更瞭解影響磷光反應的因素，藉此希望能讓我們有朝一日可以實現我們的夢想─教室留影牆的設計。