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高級中等學校組

利用恆星周日運動之研究求其位置的誤差

我們知道天上恆星周日運動轉動的角速度與地球自轉的應該會是一樣的,但是因為大氣折射和大氣擾動的影響,所以當我們真正觀測的時候,其轉動的角度真的會和理論一樣嗎?我們照出一些連續時間的照片,分析找出觀測值誤差,這是大氣折射和大氣擾動所造成的。 以觀測值誤差和實際仰角做數據分析,第一:風速越大,仰角與觀測值誤差就並無太大關聯,因為大氣擾動的視相偏差很嚴重。第二:風速越大,大氣擾動視相的最大和平均視相偏差也越大,若無風,大氣擾動很小,其觀測值誤差幾乎是大氣折射造成的,和修正公式一樣,仰角越小,觀測值誤差越大。但無風時,但是觀測值誤差和公式修正值不是完全一樣,代表大氣擾動還是造成一定誤差的影響。

近朱者赤,近墨者黑 - 水溶性(小)分子結合誘導蛋白質(巨)分子疏水性下降

以蛋白質的親水性和疏水性為基礎,以電泳來觀察結果。起初,我們試著找出最佳的蛋白質觀察濃度,發現使用的蛋白質本身已經具有雙硫鍵,利用蛋白質會附著在PVDF(聚偏二氟乙烯)膜上的特性,我們嘗試去除可以打斷雙硫鍵的DTT(二硫蘇糖醇)分子。利用SDS(十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳)把蛋白質從PVDF上取下時, 我們觀察到可以利用疏水性強度來競爭蛋白質的結合。我們轉向利用不同碳數來分類蛋白質,使蛋白質和含碳基質利用疏水性作用力保持在弱結合的狀態,此處我們用 4 碳和 8 碳漂珠來當代表,再利用水溶性小分子和特定蛋白質結合,結合後的小分子蛋白質共體和含碳基質的作用力下降,共體就會溶離釋出。此實驗對於尋找會和特定糖類結合的蛋白能有效的提供資訊。

我來電暈你—電暈馬達轉速之變因研究

本研究針對自製的電暈馬達(Corona Discharge Motor)進行探討,探究如何以尖端放電所伴隨的電暈為動力,推動自製的絕緣馬達本體轉動。在研究中,我們首先討論了電暈馬達轉動的原理,並且以數學式建立定量模型;再以實驗對照數學模型對於此現象的描述。實驗中,我們輸入固定的電壓,配合錄影和Tracker影片分析軟體,實驗並討論馬達裝置的各種性質對於轉速的影響。 此外,我們企圖尋找能達到最高轉速的最佳馬達設計。我們在杯高7.6公分、電極板距塑膠杯0.15公分、電極板和塑膠杯切線夾角45度、4層塑膠杯的情況下,找到此研究中的最高轉速(4.46 RPS)。

快來喵喵喵 喵喵 「緲」電感應——仰角與遮蔽物對緲子接收的影響

利用有機閃爍體連接電源供應器和示波器接收緲子,再連接電腦用Labview去記錄,來測量不同仰角的緲子數量分布。並用電腦程式Geant4去模擬真實探測活動以及其他條件下的實驗。

『媽呀!我把馬祖變立體了!』

隨著3D成像的應用也越來越大眾化,我們希望沒有多視角拍攝的2D照片也能得到立體效果,於是使用深度資訊繪圖法來合成新的虛擬視角,來提供左眼以及右眼資訊,但繪製的虛擬影像會產生畫面上的瑕疵,而我們提出兩種策略:「破洞轉移」以及「背景反轉」,一來希望得以確保虛擬影像物件的邊緣的完整,二來可以使用最簡單的方式來有效填補破洞,使畫面看起來更自然,經實驗證實我們合成的虛擬影像與實際圖片做比較,的確可以獲得較高的PSNR值,並且將我們的研究成果應用在馬祖文宣品的推廣,將馬祖風景也能有立體的感知,讓人有深入其境地徹底體驗馬祖的美。

手機操控汽車車門與點火開關裝置研究

本研究探討並製作如何以手機App來操控汽車裝置開關,並要避免他人也能使用,所以我們靠每個藍芽都有獨特的密碼來防盜。 本研究讓手機App也能帶有汽車鑰匙的功能,使其具有以下特性: (一) 可以避免忘記帶鑰匙時,能以手機來操作汽車裝置。 (二) 使用者自行設定藍芽密碼,不怕他人隨意開啟車門。 (三) 有一定的距離才能開啟車門,這樣就不怕他人趁使用者解鎖車門時盜取訊號。

「虛擬」觸覺「真」回饋─Arduino與加速規的觸覺回饋應用

觸覺回饋(haptic feedback)能讓使用者感受模擬的觸碰反應,可以在不接觸物體的情況下,模擬物體表面質感或紋理細節等細微的觸覺資訊。我們使用arduino與加速規為實驗器材,先驗證物體在水中的振盪為簡諧運動,以說明此器材的準確度,並熟悉加速規與arduino的使用。 接著將觸覺回饋的實驗分為兩類,其一,探討一維下不同材質粗糙面沿垂直軸的振盪,並由斜面實驗求得對應的摩擦係數;其二,探討二維角度改變對加速度與角加速度所造成的影響。最後使用上述分析之數據製造出一套器材,在虛擬中模擬接觸到物體表面與物體邊角的觸覺,達到觸覺回饋機制的效用。

Cheerios Effect 水面上微小浮體運動的影響

本實驗探討浮體在水面上聚集、吸引的現象,由測量運動討論其運動過程中所受各種力的變化。 討論兩球體吸引的模型,由位移與時間關係圖推測模型,發現其運動與時間接近指數變化,但後段卻有x2與時間t的線性關係。因此可推測其後段模型中阻力與速率成正比。 接著改以密度>1的圖釘,討論其運動與水面上凸高度之關係。發現除了速率與位移有對數關係外,其對數係數也與高度成正比。經由實驗,與容器壁的吸引運動可寫成與相吸運動類似的方程,再利用鏡像法加上修正項得出臨界距離。並由實驗得平均密度與受力的關係,以及表面張力與受力的關係。 未來將探討油滴在水面上的運動,進而發想不同的汙染物於水面上的聚集。

探討不同環境下大蒜清除自由基能力

本研究以不同方式處理大蒜,探究其清除DPPH自由基的能力,利用DPPH在517nm吸光值的減少程度來計算大蒜之自由基清除能力。大蒜萃取液經過60°C隔水加熱後有最佳的自由基清除力(65.2%);蒜末冷藏保存三週後自由基清除率開始明顯降低;在開放環境下,存放8小時後的蒜末之自由基清除率較新鮮蒜末低了約11%;模擬蒜液進入人體消化道時,加入pH=2(胃部)的緩衝溶液清除率最佳(74.3%);市售黑蒜與自製黑蒜之自由基清除率相近,皆優於一般大蒜;重量百分濃度0.9%的市售黑蒜萃取液自由基清除能力最佳。

建立線蚓 (Enchytraeus sp.) RNAi實驗模式並探究Hedgehog基因對其生長與再生之功能

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門,具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用,而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列,所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現,探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後,線蚓新生體節神經的連接不完整,顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察,透過線蚓RNAi技術的建立,除了能進一步探討Hh基因功能外,也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。