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高級中等學校組

一線四心---圓內接多邊形的歐拉線

三角形的外心O、重心G、九點圓圓心K和垂心H會依序在同一直線上,這條直線就稱為三角形的歐拉線,滿足OG ̅:GK ̅:KH ̅=2:1:3。我們發現當多邊形有外接圓時,也會有相對應的結果。即圓內接(n≥3)邊形A1 A2⋯An-1An的外心O、重心G、歐拉圓圓心K和垂心H也會依序在同一直線上,不妨稱此直線為圓內接多邊形的歐拉線,滿足OG ̅:GK ̅:KH ̅=2:(n-2):n。 此外,我們發現三角形的外心O、內心O1、旁心三角形的外心O2也會共線,且O點為O1 O2 ̅的中點;而當多邊形同時有外接圓和內切圓時,也會有相同的結果。即雙心n(n≥3)邊形A1A2⋯An-1An的外心O正好是內心O1和旁心n邊形的外心O2之中點。

提升多張QR Code條碼辨識之研究

QR Code的應用在我們的生活當中隨處可見。然而,引起我們好奇的是,為什麼手機的 QR Code APP都只能辨識一個QR Code?這對於要辨識大量QR Code的人,就顯得過於不方便。因此,我們在想能不能有一次辨識幾十個,或甚至上百個QR Code的方法? 本研究針對目前辨識率最高的開源QR Code辨識函式庫Zbar library作改進,發現使用up sampling搭配多種不同Interpolation Filtering,可以有效提升多個QR Code的辨識率。如果再加上本研究提出的module sampling與match centers方法,這樣一張相片中包含112個QR code的辨識率可以提升到93.3%,而平均QR Code辨識時間也縮短為原本的36%。 這個研究成果,希望未來能回饋到Zbar open source library,讓手機APP的開法者可以運用,一般使用者可以享受到小小手機也可以準確辨識多張QR code的便利性。

激光四射―雷射圈之性質探討

本研究探討雷射光照射細長圓柱所形成雷射圈的成因及性質,並做出整體的歸納與分析,例如不同材質的圓柱如何影響雷射圈的形成、雷射光入射角與雷射圈半徑的關係,甚至用雷射圈特性反推圓柱折射率等等。 這些現象中最令我們感好奇的是雷射光照射尼龍線等透光材質產生的折射、反射與干涉現象,在實驗中我們發現有一部分雷射光會經由反射或折射路徑投射到尼龍線後方,使雷射圈後面亮度增加且有干涉條紋,亮度方面可由司乃耳定律及反射定律解釋;至於干涉可由微積分、反三角函數等數學推導來解釋。我們相信此研究將來有助於材料工程應用,並可作為光學教學教材。

幾丁寡醣對藍光LED造成視網膜色素上皮細胞傷害的保護作用

3C產品及LED燈多以藍光照明,長期照射易導致視網膜黃斑部病變。其作用機轉是藍光引起視網膜細胞過氧化物質 (ROS)增加,造成細胞的氧化壓力進而引發細胞凋亡。幾丁寡醣 (Chitosan oligosaccharides, COS)有抗氧化及抗凋亡的作用。文獻證實,在動物實驗中COS可以減少自由基並抑制轉錄因子NF-κB傳導路徑,而降低氧化壓力。但關於COS在保護視網膜細胞避免光傷害的效果則有待研究。 本研究的目的是探討:藍光LED對視網膜色素上皮細胞造成傷害時,COS是否具有保護作用,並分析其機轉是否與抑制NF-κB路徑有關。我們以ARPE-19細胞株,在添加不同濃度的COS的情況下,經照射LED藍光處理後,分析細胞活性、ROS表現量及細胞凋亡情形,並透過PCR、Western blot、JC-1及免疫螢光染色分析作用機轉,期待將來可做為臨床醫療參考。

臺灣民眾對死刑意向的趨勢研究-以1992年~2018年的民意調查為例

本研究目的主要是利用完整的質性及量化資料來探討臺灣大眾對死刑意向的趨勢研究,以及分析臺灣歷年來的死刑變遷及影響。研究中以多元迴歸分析(Multiple Regression Analysis)、卡方考驗公式(Chi Square)、相關係數(Correlation coefficient)分析臺灣大眾對死刑意象的趨勢研究,研究後發現臺灣歷年民意調查結果與社會多重變因皆有關連。 為避免本研究接收到不準確的民意調查資料以致影響其分析結果,本研究同時採用官方和民間所提供之民意調查資料以確保分析結果的公信度,再透過本研究之各項工具分析其趨勢及變因相關性,依照數據顯著與否來推論結果。 本研究希望從各項研究數據中探討影響臺灣民眾對於死刑支持與否的因素,讓民眾更加了解死刑這個刑罰制度,也使民眾能更加理解刑罰的意義與功能為何。

自製簡易吊白塊檢測試紙

這幾年常常聽到許多食品加了非法食品添加物,使人們防不勝防,然而送驗食品又並非如此容易,因而使我們想要找出在實驗室中就能利用簡易的方法測出那些非法食品添加物,讓人能吃的安心。 我們利用了澱粉與碘化鉀錯合物,製成了「簡易吊白塊檢測試紙」,並且能推廣到其他與吊白塊同性質的非法食品添加物(例如:亞硫酸、焦亞硫酸)。 利用滴測前後顏色的數據變化,做出吊白塊的檢量線,但是,初期開發的試紙在吊白塊濃度低於40ppm時有觀察及檢測的困難,經過多次改良與實驗,我們開發出了煙燻法,在低濃度時也能有明顯的顏色變化的試紙,且做出漸層的試紙,在不用電腦分析下也能快速了解食品溶液還原劑濃度的區間,大大的提高了我們試紙的使用價值。

雲端雨水蚓菜共生系統

時代的演進,空汙一直是現今社會的重大問題,工廠、汽機車所排放的廢氣、二氧化碳,造成嚴重的空汙染,空氣中的懸浮微粒影響至雨水當中,雨水就變成現在俗稱的「酸雨」。酸雨對植物及土壤造成的影響甚大,會對植物造成角質層的破壞,也會造成土壤陽基離子流失。過量的酸性物質會影響植物的正常機能,導致植物枝葉枯萎,降低土壤緩衝能力,影響植物營養吸收及森林的衰退等連鎖反應,並造成湖泊、河流水域環境酸化及重金屬累積,進而危害整個水域生態。但如果能善加利用使用雨水灌溉,豈不是能減下龐大的水資源,有鑑於此,我們討論思考調節雨水酸鹼值,經過濾後成普通用水,供灌溉使用,來節省水資源的浪費。

音樂也能滅火唷!!新世代科技滅火器

本實驗希望藉由聲波的反射、駐波、干涉等等原理特性,來發展出具備環保且安全的方式消滅火源,過程中我們利用藍芽無線技術與Arduino晶片結合應用,當收到藍芽發射訊號後,能透過Arduino發送所設計的低頻接收訊號(25Hz-50Hz)透過功率放大器,再由功率放大傳送到達單體,最後利用狹管效應(Valley effect)與揚聲器發出聲波,並產生高密度聲波,利用疏密波的密度高低,來有效的阻絕火源的擴散、和燃點的餘溫,讓此設計成功的具備有效率、低成本、零汙染的聲波滅火器。

碳無關紙-自由基對碳粉色素之降解

由於影印紙過多而無法有效的再利用,探討以溶劑分離紙張纖維和碳粉色素,找出丁酮為最佳溶解碳粉之溶劑,但後來發現丁酮將色素析出後,無法把色素與紙漿分離。使我們轉向使用光觸媒將碳粉中的色素加以分解,並以吸光度作為濃度變化的指標。改變光觸媒的劑量以及紫外光的波長,觀察吸光度的變化,並求出分解色素的反應速率級數。 結果顯示,二氧化鈦在UVA的照射下吸光度呈線性下降(零級反應),而氧化鋅降解速率就差很多。我們把實驗對象推行至紙張上的碳粉,但紙漿含有二氧化鈦會導致無法做成再生紙,為了使觸媒再次利用,所以我們蝕刻燒杯,並鍍上二氧化鈦降解碳粉色素,結果確實可以兼具降解效果與排除溶液中多餘的二氧化鈦。

磨刀霍霍

當需要進行車刀角度研磨時,往往需要消耗許多時間及較高的研磨技巧才能提升刀具研磨角度之準確度,因此、我們設計了一組「磨刀霍霍」車刀研磨附件(如圖1所示),此附件能做角度偏擺(Yaw)及俯仰(Pitch),搭配自製的鑽石砂輪裝置可直接安裝於車床上進行準確的刀具研磨。本研究運用分度盤分度的原理,能夠方便且快速調整所需要的角度。本研究以簡易、輕量化的方向設計,利用Inventor 3D繪圖軟體進行將零件設計、模擬配合檢查干涉,將其實體化並組裝進行測試。