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第60屆--民國109年

競色~校園植物的最後樂章-有染最美

植物不僅花草、葉子可以染,連老樹上的鬚、砍下樹幹上的皮、種子與果實等都可以染! 我們發現,白布去漿、濃染,植物經煮染及上色時間越久染色效果越佳;前媒染比後媒染的顯色效果為佳;先加媒染劑再加染材染色,最後再用媒染劑定色的效果則最佳。 除了以App辨色可以輕易的辨別布料的RGB值外,我們以不到15元的光敏電阻,在麵包板上串接不到1元的180Ω電阻及回收的手機變壓器插頭連接省電的3w超亮光LED燈為光源,成功的製造出第三代吸光儀,其感光電壓線性趨勢線的R2值可達0.99,選植物染液稀釋後配製不同濃度做出的檢量線辨色R2值也達0.9以上,可以定量染後的廢液濃度,回收再利用。

地震頻率-花蓮市周邊地震探討

台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的交界,台灣各地常出現地震,導致無數地震產生與人命金錢的損失。 本次研究使用中央氣象局的地震紀錄、MicrosoftExcel,探討花蓮地震、台東海端地震前後的a 值與b值變化。從古登堡-芮克特關係式中發現主震發生前a、b值會有下降趨勢,並能預估可能發生的最大規模。 實驗中我們將實際資料與古登堡-芮克特關係式算出的資料作比較,發現實驗迴歸線的a值、b值、最大規模預估等數值與實際觀測非常符合,並分析當地未來的地震趨勢。

機不可失,有影否?

本校距離桃園國際機場相當之近,又剛好位於飛機降落的必經之路,時常見到影子從校園中經過,在如此得天獨厚的環境之下,可用太陽的仰角再配合二年級學到的畢氏定理進行飛機高度的計算。 本研究係用兩次的畢氏定理,先將飛機影子和觀測位置做一次畢氏定理後,再配合太陽仰角與地面形成的三角形做一次畢氏定理可求得飛機的高度,並與flightradar24比對當時的GPS高度。 研究結果顯示,用此方法算出來的飛機高度,與實際GPS顯示的飛機高度相當吻合,甚至達到精準的程度。

「導」「轉」水車增氧妙招

看到水車式增氧機在養殖池打出白色水花,經仔細觀察與文獻探討,我們發現葉片有不同的形式,而且隨著養殖池的大小不同,也會有不同數量的水車式增氧機,究竟什麼形式的水車會有較佳的增氧效果呢?我們自行設計製作了水車打水相關的裝置進行模擬實驗,結果發現:在相同電力的條件下,吃水深度不可太深(20mm)、葉輪葉片數量為8片、葉片長度較短(30mm)、葉片寬度不可太寬(20mm)、且葉片上有孔洞(9個直徑5mm的圓孔),可以得到較高較遠的水花,落入水中產生的氣泡會較深,葉輪後方的流速也能較快;而在水車葉輪後方加裝導流管,可將水面溶氧量較高的水導流至較深的水域,加上可移動旋轉式水車增氧機的設計,可提升26.67%的增氧效能,更可減少同一養殖池水車的數量。

水 正!不正?油關係

本研究發現將水加熱一小段時間後會出現溫度與加熱時間會成線性關係,但是當水溫升高至八十幾度後,因水開始大量蒸發,水溫與加熱時間關係圖則開始轉成非線性關係。另依實驗結果發現會影響溫度與加熱時間關係圖(以水為例)的因素有:(1)加熱方式(2)蒸發散失的多寡(3)輻射散失的多寡(4)受熱面積的大小(5)盛裝的材質。最後建議國中教材要進行溫度(變化)與加熱時間關係實驗時,可以在操作步驟中加入少許沙拉油,可以讓實驗結果更符合實驗公式。

「微」鋼琴三部曲

現代科技日新月異,許多人慢慢的接觸了程式設計,例如:Scratch、mBlock、micro:bit。我們的研究以micro:bit作為程式設計,先探究生活中物品的導電性,再以這些可導電的物品加上micro:bit的程式設計,運用「琴鍵編碼表」的邏輯概念,以最少的接線,設計出以下三種可攜帶的科技鋼琴:1、西卡紙與導電材質結合;2、塑膠鍵盤與導電材質結合;3、木片與導電材質結合。只要輕輕的按琴鍵,就可以彈出一首優美的簡單樂曲。為了突破微鋼琴的琴鍵數量限制,我們增設降8度及升8度鍵,可增加彈奏的音域。另外我們也運用了micro:bit板子上的A和B鍵,一按A或B鍵,micro:bit就會自動彈出一首歌曲,非常有趣。

風起「電」湧 - 人工智慧於風力發電效率探討

本研究的目的是探討:運用人工智慧輔助設計風力發電機的葉片,以提升發電的效率。我們從二維葉片剖面出發,以NACA5410翼型為原型,利用XFoil翼型設計軟體與人工智慧找尋最佳升力與最佳升阻比之剖面形狀,經由風洞實驗得到理論值與本文實驗具有相似的趨勢;接著我們基於該剖面形狀用3D列印製作了長方翼,實際裝上發電機後也證實,最佳化後的葉片顯著比原型表現更好;我們接著把實驗擴展到三維,即漸縮翼與翼尖小翼,透過實驗證實這些技巧對於風電效率有顯著的助益;而除了幾何形狀外,因配重可儲存動能的特性,我們也探討葉片設計的結果對配重的影響;最後,由於最佳升阻比之葉片有較低的能量損耗,排列風電機組的組合也得到更好的效果。

酒不醉人人自醉

經實驗結果驗證,簡易飲酒估算表及呼氣及血液酒精濃度估算表,計算出的數值是具參考價值的,雖然不同個體差異大,但無論你對酒精(乙醇)的吸收或代謝速率不同,實測結果都不會高於估算值。 女性體內酒精的平均代謝速率1.91小時較男性2.63小時為快,飲酒後臉部顏色也與酒精代謝有關,臉色越紅的人需要越長的酒精代謝時間,對乙醛敏感的醉酒反應也較明顯。 喝酒前、中、後飲用葛根、葛花茶,確有降低醉酒的身體不適反應及加速酒精代謝的效果。

牛奶河之謎─以自製Arduino測量裝置檢測硫酸鈣膠體乳光效應與環境因子關係並對照大氣水文數據之分析與探討

2018/03/21新聞報導高雄市三民區明誠橋的愛河變成了牛奶河,引發官方「自然現象」與民眾「工業汙染」的爭論。本研究分析相關報導內容及文獻資料,針對硫酸鈣溶液的溶解度(沉積)、鹽水、膠體溶液、乳光效應與溫度之關係,運用Arduino電路板及電子元件設計實驗裝置,編寫軟體程式計算訊號資料,另實地踏查變色河段,採集河水進行檢測,彙整變色河段工業汙染情形,比對實驗結果與大氣水文數據。 研究結果顯示牛奶河屬感潮河段,成因與河水中的硫酸鈣、海水(鹽度)及膠體溶液有明顯關係,而突然降水帶來汙染物(懸浮物)增加,以及環境溫度突然變化(20℃至30℃硫酸鈣溶液乳光效應變化最為明顯)是主要影響成因,此外;研究分析發現河水變色與潮汐變化無明顯關係。

六方連塊之矩形大拼排

「多方塊」(Polyminoes)是指一些將數個同樣單位數量之正方塊以面與面相連接而成,並扣除圖形變換(旋轉、鏡射、翻轉)下,所有形成之不同形狀的幾何平面圖形。 曾經風靡一時的「俄羅斯方塊」遊戲就是將5種四方連塊加以旋轉使其緊密堆疊,若無法形成一整列,則使空間愈來愈小,最後將塞滿整個空間而宣告Game Over;而六方連塊共有35種組合,透過「拼排和重組」,可加強對矩形圖形之認識,並對六方連塊之矩形拼圖遊戲的組合變化作等積變換初探。運用切割重組,可深入理解矩形的面積公式。