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第44屆--民國93年

搶奪電子大作戰-討論物體失去電子的能力對摩擦後電量的影響

本實驗主要是研究物體互相摩擦後的帶電情形。研究後發現:大多數的物體在互相摩擦後可以帶電,且所帶的電性恰是相反的。當易失去電子的物體與較不易失去電子的物體互相摩擦時,易失去電子的物體會帶正電。從比較各種物體摩擦後對帶正電驗電器的影響,可依序排出各種物體失去電子的難易程度。除此,本實驗更進一步討論:『是否失去電子難易度相差越多的物體互相摩擦,會產生越多的電?』結果發現容易失去電子的壓克力板,分別與尼龍、海棉、棉、聚酯等物體摩擦時,並未因失去電子的難易度差異大而產生較多的靜電。較壓克力板不易失去電子的珍珠板,在摩擦後反而產生了較多的靜電。據此推測:物體粗糙程度與導電能力更能影響摩擦所產生的電量。

網格電路之研究

本實驗主要在研究等間隔的方格導線(以下均稱為”網格電路”)之電流、電場及電位的性質,進而擴展到平面導體,並驗證克西荷夫定律。首先,以23×23 規格的鐵絲網網格通以直流電探討電流-符合「結點定律」,電壓-符合「迴路定律」。其次,由其電場分布圖修正邊界的問題。最後,測出平面導體的電位分布圖,比對網格電路電位分佈圖之相關性非常相符合,由此推論平面導體的電場分布情況。

不怕別人偷窺的密碼鎖

有鑑於一般密碼鎖在輸入密碼時都要注意身旁身後是否有他人偷看,由於大部分密碼鎖的密碼幾乎都是固定很少變更,所以利用單晶片寫出一套不容易被看出密碼的密碼鎖,改善一般密碼鎖密碼過短卻容易被破解,或著密碼過長卻不容易記住以及輸入時之麻煩,此種密碼鎖能在許多跟密碼保護有關的硬體上施行,能有效防護密碼外洩。

名震一蝕—聚苯胺製備改良及其在防蝕應用研究

近年來,導電高分子的研究及發展十分活躍,在各方面的應用都有傑出的表現。其中,聚苯胺因價格便宜且製作簡便,使其應用潛力更為突出。聚苯胺對鐵系及非鐵系金屬有極佳的防蝕能力,但卻因聚苯胺與金屬之附著力不良使其應用遭受限制。本研究的重點在於製備奈米級的聚苯胺,以及提高聚苯胺在有機溶劑中的溶解度以達到和金屬能有效附著並增加其防蝕能力。實驗結果發現,利用微乳液法可以製備出奈米大小的聚苯胺粒子,且塗佈於鐵片上,有很好的防蝕效果,證明其應用潛力無窮。

鏽裡磁場乾坤大

本研究主要是探討鐵在磁場中的生鏽速率,我們利用強力磁鐵製造磁場,再將鋼絲絨置於磁場中使其生鏽,而後測量鋼絲絨的耗氧速率來了解磁場對鐵生鏽的影響,經實驗發現當磁場越強時,鐵生鏽速率越快;另外我們也測量銅及鎳在磁場中氧化的耗氧速率,實驗後發現磁場對於銅及鎳的氧化速率沒有影響;此外,我們對於電場作用下的鐵、銅及鎳氧化情形做實驗,發現電場都會使三種金屬氧化速率變快;而在電磁波作用下,我們也發現鋼絲絨的耗氧速率沒有影響;最後我們也發現鐵釘生鏽後再磁化,磁化後磁場比未生鏽鐵釘強,且對於磁性的保持較久。

「膜」力十足─泡泡膜的研究

本研究由兩篇文獻探討中獲得很多知識及經驗,採用文獻中最好的吹法,探討沙拉脫濃度對泡泡數和大小的影響。結果濃度20%時泡泡最大與「文獻一」的結果相近;而濃度增大時泡泡數增加與「文獻二」相符,但是和「文獻一」在濃度25%時泡泡數最多的結果不一樣。我們得出的新結論是濃度對泡泡數及泡泡直徑的影響,是兩種相反的趨勢。「夢幻泡影」又引起我們對泡泡耐久性的好奇心,走入文獻未曾有的境界中去摸索。由站著吹,到吹在廣口瓶或寶特瓶,接著製作拉膜框,嘗試探討濃度對拉膜面積的影響。最後想到膜框形狀是否對耐久時間會有不同呢?因而探討了不同膜框的耐久時間。本研究提供了一些實驗結果與經驗,不周全的地方還請多多指教。

銅鋅協力—高能量鋅銅電池

鋅銅電池之標準氧化還原位為1.100伏特。過去已有很多研究,主要以改變離子濃度與改良鑑橋,提高鋅銅電池的輸出功率,但這些實驗設計的電池電壓都低於標準氧化還原電位。本實驗構思運用簡易的組織器材,從改變電解質濃度、使用不同的電解質、添加界面活性劑與鑑僑界面等因素,找出改良方法,提升電壓。並以實驗結果為改良依據,設計與組裝電池。本研究電池成品的電壓可超過1.5伏特,在不串連的情況下,可驅動有額定電壓之隨身聽最高達四小時以上,顯示成品具有高度實用性。

”促抑”濃厚

高中生命科學的課程中,提到了植物激素對於植物各個部份的影響,原本只是書上的理論,偶然間發現一盆奇特的植物──落地生根,想了解植物生長過程中,是否存在不同濃度的植物激素,便開啟了此次實驗的工作。在經過種子消毒、製備萃取液等步驟後,將培養皿放入溫度、濕度一定且無光照的生長箱中,經過多天的生長後,將幼苗不同部位生長的情形分別紀錄下來,並以不同時期、不同濃度的落地生根萃取液對不同植物之不同部位產生的影響進行討論並歸納出哪一個時期的葉片萃取物影響種子萌發及幼苗生長最大。

永續的鑽石海岸─有孔潛堤消波能力之研究

潛堤能消散部分波能,控制海灘侵蝕達到保護海岸,但現有潛堤皆是實心的結構物,研究者從海蝕洞的特殊景觀聯想嘗試應用孔洞在潛堤結構,讓不透水式潛堤成為有孔透水式,故使得研究者想了解透水式潛堤其消波能力、堤後渦流強度與分布到底和不透水式潛堤有何差異?因而引發本研究之動機。由於實際潛堤之結構相當龐大,因此本研究嘗試設計透水潛堤之模型,再進行模擬,實驗中針對(1)透水性潛堤(編號:A 結構物,進6 出4)、(2)透水性潛堤(編號:B 結構物,進8 出4)、(3)不透水性潛堤(編號:C 結構物)等三種潛堤加以試驗,根據所得的資料分析潛堤之特性,其中包含消波能力(反射率)、堤後渦流分布與本體穩定性。由實驗研究結果發現(1)潛堤對不同波長的入射波會有不同的消波效果,在這其中會對某一特定波長產生最佳的消波能力(最大反射率)且將潛堤改成透水式潛堤則其反射率會降低,再者入水口孔徑愈大,反射率會愈低、(2)研究中所設計的透水式潛堤在水平出水口處會產生射流,有削減堤頂上方透射波所形成之渦流的功能,但射流如過大反而會形成更大之渦流強度、(3)渦流的產生會引起侵蝕,而堤頂壁的侵蝕會造成上方結構被破壞,其中以C 結構物最嚴重;而堤腳的侵蝕會造成潛堤傾倒,偏離原位置,失去原始功能,其中也以C結構物最嚴重、(4)透水式潛堤,其水平入、出口之孔徑比例如不超過3/2,則會在本體之穩定性表現較佳、堤後產生之渦流強度較低與渦流影響範圍會較小。海岸防禦之施工方法選用何種結構物來保護海岸,應慎重考慮其立即性及長期性之影響,避免保護施工方法選擇不當,長期後反而更難保護;此外在設計上除要求結構物本身安全並發揮最大保護效果外,應使其對鄰近海岸之影響降至最低,就潛堤而言,因其承受巨大的能量,所以壽命也十分有限,故在消波效果、潛堤壽命長短與生態保育等方面取一平衡,是相當重要的。

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利用硬幣、骰子、撲克牌、電算器等,經由實驗、操作及推論,驗證了簡單的機率原則,並且求出簡單的規律性,進而利用這些規律求解出撲克牌梭哈遊戲中,同花大順、四梅、葫蘆的組合數及出現機率,最後,激起我們研究動機的題目----「中樂透頭獎的機率是多少?」