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第46屆--民國95年

綠色大地---寶特瓶簡易「燃料電池」

「燃料電池」是二十一世紀重要的能源科技,它效率高、噪音低、污染低、進料廣、用途多都是它備受矚目的原因。透過本實驗想了解各項因素對「燃料電池」的影響。我們利用容易取得的寶特瓶進行實驗,實驗內容包括了:找出通電時間、電壓、電極、電解液以及筆芯數目對「燃料電池」所產生的電流與最大電壓的影響,並找出擁有最佳效能的寶特瓶簡易燃料電池。經過實驗與討論發現:(一)通電時間愈久、充電電壓愈大、筆芯數目愈多時,燃料電池產生的瞬間電壓會愈大,使 LED 發光的時間也愈長。(二)電極材料:以鉛筆芯作為電極效果最佳,鐵絲次之,鐵筷再次之,美術用炭筆則不導電。(三)電解液:以運動飲料為電解液可產生最大的電壓;改用食鹽水則可使 LED 發光時間最久。

越學越能擋的垃圾郵件守門員

垃圾郵件一直是十分令人苦惱的問題,平時都必須花費多於閱讀正常郵件的時間,來篩選及刪除像是一些廣告、色情郵件或藏有病毒的郵件;雖然現在的 ISP 大多已經設置可以濾除垃圾郵件問題的方法,效果也不錯,但卻只能服務到他們的會員,而對於學校、公司或政府單位的自設的郵件伺服器,都只能自求多福或者在垃圾郵件洪流中,過著水深火熱的生活。基於以上的理由,使我們決定要開發一個可安裝於個人電腦、自我學習並且獨立於 ISP 及收信軟體的垃圾郵件過濾器,以防止垃圾郵件的入侵。本研究參考貝葉斯演算法,設計出「分類權重演算法」作為垃圾郵件過濾器分類核心,使用者只要花費幾天相等於清理垃圾郵件的時間,訓練郵件過濾器,便有很好的效果。經實驗結果,本垃圾郵件過濾器可以得到高達 97%~99%正確率的過濾效能,已媲美市面上宣稱95%~99.5%效能的過濾器。

蜜蜜交易---沖繩小灰蝶與螞蟻共生的研究

這個研究主要在探討沖繩小灰蝶與螞蟻的共生關係。首先我們透過實際飼養,了解沖繩小灰蝶的生活史,確定幼蟲只有四個齡期,而發育天數的長短與溫度的高低有密切關係。其次利用顯微鏡觀察,可以發現幼蟲身上有一些特殊器官,在尾部有「蜜腺」,還有一對「觸手器」,會放射出「水螅狀毛」,可以和螞蟻進行共生。接著我們採集學校和住家附近的螞蟻共六種,分別辨識,結果發現六種螞蟻都和幼蟲有共生行為,而且幼蟲從二齡一直到蛹期,都會和螞蟻共生。螞蟻會用觸角不斷地拍打幼蟲,幼蟲則會分泌蜜露供螞蟻取食。根據存活率的實驗結果發現:有螞蟻共生的幼蟲存活率比較高。另外我們也觀察到螞蟻有攻擊寄生蜂,保護幼蟲的行為,因此我們認為,沖繩小灰蝶和螞蟻之間是一種互利共生的關係。

睡蓮乾燥之研究

睡蓮乾燥之研究,目的乃利用熱風烤箱及微波爐 DIY 乾燥睡蓮花茶及壓花,探討乾燥之可行性,藉由乾燥品質、乾燥方法、乾燥溫度、乾燥時間等分析,以簡單且經濟的方法製作睡蓮花為日常飲品與壓花花材。依國家乾製品標準、市售睡蓮花茶成品與比較前人研究為依據,以乾燥原理為基礎,探討乾燥過程對乾製品品質的影響,尋求簡單快速之乾燥程序以提升乾製品品質,以期成果可提供學術及業者參考使用。經試驗結果,以製作花茶為目的者,採挺出水面花苞未開放者為主,含水率測定操作以強制通風烤箱 105℃乾燥-8 小時為基準,乾燥程度以貯放含水率 6.62~13.64%乾基含水率為標準,利用微波-強火乾燥只需 108~112 秒。以壓花為目的者,以含水率 6.62%乾基含水率為標準,微波-強火乾燥花瓣只需求面 94~99 秒、花蕊 88~91 秒可完成,壓花花材成品以塑膠膜抑制回潮並遮光保存。睡蓮乾燥製成花茶、壓製乾燥花材,配合壓花藝術,本研究成果可提供簡單快速之實用參考操作。

圓來如此---千變萬化橢圓切割器

當一圓以圓心為原點作出座標軸,其兩軸長度是相同的,若兩軸長度不同時就會產生橢圓,而且因為長短軸的不同長度就會有不同的橢圓產生。在橢圓的畫法研究上,使用動態幾何繪圖軟體來模擬機構設計,並做可行性機構研究,最後以 SOLID WORKS 軟體完成機構零件設計與模擬。零件經機械加工,組合後試用,再針對試用上的缺點改善,最後完成本創作進行畫橢圓,也可以切割出任意橢圓的功能。成品完成後,將機構反置,以鉛筆繪製圖形,可以得到擺線的圖形。擺線圖形的基圓直徑與滾圓直徑大小會影響擺線外型,因此文中亦探討本作品各控制點位置對所繪出擺線曲線之影響。

威『振』八方、不同凡『響』

本研究是延伸課本有關音叉振動實驗,進一步了解如何使音叉及所配合的音箱振動更持久、響度更大。本研究所有數據,相關係數均達高度相關。首先在研究一中,我們確定音叉應擺在木箱正中央,振動效果最佳。接著在研究二中,發現音箱木板厚度越薄時,聲音越持久,但敲擊音叉後所產生的聲音響度較小。在研究三中,若不考慮音箱內空氣柱的共振,則以音箱孔徑越小,聲音越不易衰變。在研究四中,我們成功驗證,若能引起箱內空氣柱的共振,則聲音越不容易衰變。在研究五中,發現音箱採橫式隔間時,隔間數愈多,聲音衰變較小,初始響度愈大,且隔間方式明顯影響研究結果。在研究六中,發現音箱材質,會影響發聲時間。最後在研究七中,發現音叉股數越多,振動時間越久。

遠離家園-具翅種子、果實的飛行模式分析

收集各類具翅種子、果實,觀察及測量其外型構造,研究其有利於飛行的原因,並和普通種子比較。此外,藉著設計實驗,來分析其飛行效能及飛行模式,嘗試了解種子、果實如何以飛行的方式飄散到遠處,避免和母株競爭,以爭取最大的生存機會。結果發現不同種類植物的種子、果實發展出幾種飛行的模式,有旋轉、滾轉、滑翔、擺動等,有些模式能讓種子、果實散播的更遠。而且,不同種植物間其種子、果實的飛行模式具有驚人的相似處。

顏色跑跑跑

泡水的圖畫紙有了不一樣的顏色變化,引起了我們研究的興趣。我們先從紙的吸水力開始,接著來找出哪些紙可以讓顏色跑出來、哪些顏料會有顏色跑出來,再針對不同的顏色分析做觀察。最後,探討不同溶液會不會對色層分析的顏色改變及速度會不會有影響。來一探究竟,看看泡水的圖畫紙為什麼顏色會不一樣。

龍潭人的水-泉水空

龍潭中豐路敏盛醫院對面,有口遠近馳名還上過公視的「泉水空」。這口湧泉為何能源源不絕的冒水?是我們最好奇、最想研究的項目之ㄧ,但是老師說我們的地質觀念不夠札實,等上五年級再探究。因此從 94 年 10 月至 95 年 3 月,近半年的時間我們針對泉水空的灌溉分布、水質狀況、水位、水溫及氣溫等問題作觀測調查。我們走遍田間小路、訪問當地長者、請教地質、生物和環科系的教授,並向鄉公所申請補助、上網查詢、參閱書籍,終於完成研究工作。我們很高興,因為從來沒有人對泉水空做過科學性的探討,都是靠著好奇閒聊,口耳相傳來認識它。在調查期間有不少鄉民非常關心的詢問:泉水空水質好嗎?為何它冬暖夏涼?它流到那些地方?如今這些疑問我們都獲得解答,並將這份研究報告呈給鄉公所,提出建議,希望能藉此落實我們的研究目的──讓「龍潭人的水--泉水空」,生生不息的滋養這塊大地!

三角形周長等分線的作圖與數量分佈

從基測的一個題目開始,過三角形頂點作出周長等分線,發現三條過頂點的周長等分線交於一點。再把指定通過的點 P,換成三角形邊上任意一點,畫出過 P 點的周長等分線,在眾多周長等分線中,我們發現了一條特殊的周長等分線,其他的周長等分線,中點皆落在此特殊周長等分線上,在文中,我們稱之為基本等周線。後來我們將 P 點改為任意指定的一點,作出過 P 點的周長等分線。我們找到了一個類似三角形的曲線區域,在文中稱為包絡區,當P 點在包絡區內部可繪出三條周長等分線,在這個區域的外部,只能作出一條周長等分線。