全國中小學科展

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第56屆--民國105年

探討消失幻覺秀、動手列印隱形衣

本實驗主要闡明了三件事,1.如何去尋找在光學戲法上,其隱形區位置所在,並擺脫公式,從國中生就能懂得光學知識,來進行推論。2.解決仿照TheRochesterCloak不如預期的問題。3.捨棄TheRochesterCloak的作法,用我們自己的方法,打造一座隱形魚缸。 在1.這點上,當我們用平行於主軸的視線,平視透鏡時,物體若在接近焦點旁,其所成的像,會有部分落於,視野上的視覺不可見區域,以此為隱形理論基礎,透過不同透鏡組合及從視角、焦距、透視比例等方法,來達到使參考目標物所呈現的像,與原物為1:1比例且為正立,進而出現真正隱形效果。 最後,利用所有的推論和數據,我們使用自己的推算方式,來利用3D印表機,打造一台讓魚消失的隱形魚缸裝置。

紙電路印刷機研發及其運用於教學之可行性分析

研究為紙電路印刷機之研發,我們將紙當成電路板的基材,以銅箔與銀箔為佈線的導電材料,研究銅箔與銀箔在製作時,所需的時間、溫度、印刷電路完成度、耐流值與耐熱值等因素,來驗證我們研發的紙電路印刷機適合用於學校實習課程教學,培養學生LAYOUT的能力,亦可以把學生實習課程融入環境保護的概念。

智慧雲端、萬物聯網-3D魚飼料餵食器

本作品為一種架構在雲端物聯網服務上,透過手機APP雲端控制魚缸魚飼料投放的餵食器,適用於小型觀賞魚飼料的投放。我們使用聯發科技創意實驗室所製造的物聯網裝置-LinkIt ONE做為本餵食器的微電腦控制板,結合該公司所提供的MediaTek Cloud Sandbox(MCS)雲端服務,由手機的雲端APP經由無線網路雲端操控LinkIt ONE板子上的數位訊號輸出,藉由這個數位訊號啟動小型步進馬達,再經由步馬達轉動用3D繪圖軟體Sketchup繪製與3D印表機列印的魚飼料餵食器,達到由手機APP雲端控制魚飼料投放水簇箱的功能。

物聯網(IoT)教室投影機網路控制App程式

現在的教學模式漸漸走向數位化,老師在課堂上時常需要使用投影機輔助教學,使用投影機時,常常要使用遙控器來開關,但萬一沒有遙控器或是遙控器故障,會相當麻煩,所以我們開發了一個不需遙控器就能輕鬆開關投影機的程式──iProject。 現在很注重環保議題,使用塑膠外殼的遙控器,是間接傷害地球的行為,因為製造塑膠會排放二氧化碳,造成全球暖化加速。此程式具有環保、操作簡單及可攜性高等優點,只要輸入投影機的IP位址,就能控制想要開關的投影機,不需要遙控器與電池,除了達到節能減碳愛地球的功效,也不會有想要開啟投影機時,卻不知道遙控器放在哪裡的問題。

「孓」地任務―渦蟲捕食白線斑蚊幼蟲之生物防治評估

常用防治病媒蚊有物理及化學性防治。有些水域無法移除,故生物防治日益重視。台灣未曾利用渦蟲進行蚊幼蟲生物防治,我們利用本土淡水渦蟲Dugesia japonica控制登革熱病媒蚊幼蟲數量評估。渦蟲屬群體捕食,捕食蛹及1到4齡白線斑蚊幼蟲,利用分泌黏液纏住幼蟲並吸食。12小時內10隻渦蟲捕食1、2齡幼蟲數量高達125隻,以每5隻3、4齡幼蟲投放1隻渦蟲(5:1)防治效果最佳。改變變因如光線、水深等,不影響其捕食能力。渦蟲在含液態肥料或孳生蚊蟲環境下,生存亦不受影響。最後模擬野外投放證明渦蟲100%控制白線斑蚊幼蟲孳生。若環境無蚊幼蟲,可以有機質及小生物維持族群數量。綜觀之,以渦蟲防治登革熱病媒蚊幼蟲具有高度潛能,未來持續進行野外研究。

校園雲端PM2.5監測系統開發及環境綠帶對於PM2.5之影響分析

本研究為研究校園中綠帶對於PM2.5改善的程度,透過自行開發的PM2.5檢測器架設在校園各個不同的位置,經由雲端收集資料與鄰近大發工業區的PM2.5數值比較來探討綠帶的厚度是否會影響空氣品質,並且配合當時的風向,來驗證校園樹木的種植可以改善PM2.5數值。

中樞神經節對美洲蟑螂步足反射的影響

本研究透過測量美洲蟑螂(Periplaneta americana)後足反射之程度與耗時等參數,探討中樞神經系統中各神經節在後足反射所扮演的角色。我們發現腦神經節對於反射作用有抑制與整合的效應,前胸神經節會增強反射,而後足的反射中樞位於中胸神經節與後胸神經節,腹部神經節則會抑制反射。本研究以電池座、釘書針與網路攝影機等簡單器材觀察、量化昆蟲足部反射運動,可推廣成國中生物中「反射」相關課程之行為觀察的探討活動,並可應用在仿生醫療上,有助於術後復健或輔具製造的相關研究。

人行道透水磚以碎玻璃與環氧樹脂取代水泥系材料之可行性研究

現因都市化影響大多使用不透水鋪面,該鋪面會使降雨無法滲入土壤,積水問題不斷發生。透水磚即是透水性鋪面的一種,其鋪面可達保水、透水之效用,亦可降低都市河川洪患。 本研究以碎玻璃作為粒料,以環氧樹脂添加玻璃粉作為黏結料,經各項實驗後獲得之透水磚其合理透水係數介1..405x10-2~3.021x10-2cm/sec,孔隙率介於6%~30%,抗壓強度介於53.2~129.6kgf/cm2。在實地測試,在每平方公分一小時可以流過1700cc,遠大於豪大雨的500cc,可減少地表逕流量,使災害降低。 本組所研究高透水性之透水磚具美觀且能讓整體環境增加透水率,在暴雨時也不會使人行道積水,同時達到雨水回收及基地保水之功效,也可讓國內外的廢玻璃達到有效的利用。

不同型態鈀奈米觸媒對直接乙醇燃料電池的應用

本實驗主要利用不同比例的界面活性劑來合成不同型態的鈀金奈米觸媒。並成功在水相以及相對低溫中合成均一度高的奈米粒子。此奈米粒子也擁有成為燃料電池的潛力,在控制成分比例下可調控其催化的表現,並且能達到長時間穩定的需求。實驗過程探討不同型態的鈀金奈米觸媒外,並使用乙醇電催化、CO吸脫附方式以及長時間穩定測試;研究得知不同比例的CTAB及CTAC搭配可以得到合金及核殼型態的鈀金奈米觸媒。電催化測試以核殼AuPd為1:1為最佳,其活性較純Pd高約4.42倍。CO吸脫附可得到觸媒的活性表面積;長時間穩定測試中AuPd觸媒較純Pd有約3.8倍的穩定度及容忍力的提升。 本研究結果有助進一步利用鈀金觸媒改善純鈀在進行乙醇燃料電池上的應用。

音調的迷思-長笛管中駐波模式之探討

本以為:音調的高低取決於基音的頻率,泛音數目與強度決定音色(音品)。吹長笛時發現,有些音ㄧ樣的指法,但用力吹時會是高八度。本實驗結果更正「演奏樂器聽到的頻率是基音頻率」的講法。管樂用力吹時,泛音強度會大於基音,而聽到以泛音頻率為主之音調。長笛一端封閉且從側邊孔吹氣,那駐波的形式又是如何呢?是開管模式還是閉管模式?藉著不同規格的壓克力管,測量兩端開口、短邊封閉或長邊封閉的各種情況下之吹奏頻率,歸納出令人訝異的結果:長笛一端封閉但駐波卻是兩端開管模式。我們對於這種結果也做了推論解答,這種駐波模式也能解釋為何高八度是兩倍頻率的發生,為何不符合一端封閉的管之第一泛音頻率是基音頻率的三倍。