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第47屆--民國96年

竹炭與銀的美麗邂逅

自然界中,銀為金屬導電度之冠,其電阻極低;炭,是唯一可導電的非金屬,於是就想嘗試把這兩種不同特性的元素結合。竹炭是炭的一種,可導電,又為再生性資源,也是台灣最近這幾年來積極開發的新型環保材料,更享有「黑鑽石」的美譽。本研究嘗試將銀與竹炭兩種不同材料結合,研發出金屬結合非金屬的複合導電材質。本研究成功研發出製作竹炭銀粉末的方法並壓成錠狀:利用銀鏡反應將銀包覆在微米級竹炭粉上,並將竹炭銀粉壓成錠狀;找出竹炭銀錠最佳導電度的質量比例,竹炭與銀的比為1:9竹炭銀錠可導電,電阻介於純銀與炭(石墨)之間,其電阻極低,將來可應用在代替石墨作為電池的電極,對提升導電度會有幫助。

隔不隔,差很多!

透過對擋風板的各種實驗,探討是否能減少風、雨對人的影響,找出最適用於各種地區的擋風板。我們得知:1. 擋風板能減少機車行進時,風、雨對人的影響,前座位置所受風、雨的影響最小。2. 擋風板的高度、寬度和溫度變化、受雨量成負相關。(1)擋風板的高度:人坐在椅座上半身的高度比多風地區約為0.9:1 ,多雨地區約為1.6:1 ,一般地區約為1.25:1,效益最大。(2)擋風板的寬度:人坐在椅座上的寬度比,在各地區約為1.25:1,效益最大。3. 擋風板的傾斜度、車速和溫度變化成正相關、和受雨量成負相關。4. 擋風板的曲度,縱軸:橫軸的比值為0.8,以擋風板曲面兩端2㎝往下15°時,效益大。5. 車速快,擋風板能發揮更大功用,受雨量的確減少更多。

鬼謎藏

我們這次的作品是探討一個撲克牌遊戲-抽鬼牌,其規則如下:一副撲克牌五十二張,外加兩張鬼牌,共五十四張,隨機發牌給二人各二十七張,發完牌後手中的牌同樣點數的兩張必須要丟出,之後兩人輪流抽對方的牌,且抽完牌後一旦手中有同點數的牌就必須丟出;玩到最後,一方手中沒有牌的人為贏家、另一方手中剩下兩張鬼牌的人為輸家。我們的目標是求出拿到各種不同牌型時,贏的機率是多少,最重要的是:找到這個撲克牌遊戲之贏的機率的函數。在求的過程中,我們一開始先畫牌組的樹狀圖並計算贏的機率,觀察機率的值,試圖找出其規律;後來由樹狀圖發現了牌組和牌組之間的遞迴關係,於是我們開始想辦法解遞迴數列,其難度甚高,讓我們苦惱了好一陣子,很高興能堅持到最後,完成這份作品。

花的 Q--10

切花幾乎是每個家庭都曾經購買的必備品,尤其是逢年過節對切花的需求更是大增。看到剛插好的花瓶心情總是特別好,工作效率也會大為提高;但是花無百日紅,當花朵凋謝時自然產生惆悵之感,而且購買切花也是一筆經濟負擔。本實驗由切花所需的營養成分及切除花朵傷口的消毒兩方面著手,蒐集日常生活中隨手可得的物品,了解其對切花延長花期的影響,希望以最經濟的方式,達成延長花期的最大效果。

柏拉圖送禮

本研究探討「以正方形紙包裝正多面體」的問題。藉由拆解正多面體為展開圖的想法,將立體問題轉化為平面,再進一步分析展開圖的各種樣式,並利用各種方法找出展開圖的最小覆蓋正方形,得到本研究的答案。其中本文所提及之「四邊形固定法」與「貼邊固定法」可作為一般化尋求最小覆蓋正方形的工具。

眼睛的守護神--淚水測試組

雙氧水或稱過氧化氫常用於殺菌、漂白或作清潔劑使用,它亦可從生物體本身產生而傷害細胞。以前研究人體發炎時,體液中會出現大量的雙氧水。淚水是濕潤眼睛的體液,它的分泌量與眼睛疲勞或是乾眼症等眼睛不適有關。我們假設淚水中雙氧水含量可作為眼睛不適的生物指標。我們發明以氧化還原呈色原理之淚水試紙偵測淚水中之雙氧水濃度。我們運用淚水測試組,比較在抽煙前後、喝酒前後與疲勞或熬夜時淚水的分泌量與雙氧水的含量。我們發現硫酸與碘化鉀淚水測試紙具有最簡便且可以定性與定量淚水中雙氧水的含量。抽煙、喝酒與眼睛疲勞時,淚水的雙氧水含量明顯增加。我們發明的淚水試紙可及早篩選出眼睛的異狀,作為預防眼睛病變之守護神。

點點螢光閃閃現生機—黃緣螢的觀察與人工復育方法探討

本研究的出發點在於我們學校是位於都市裡,要看到螢火蟲的機率真是少之又少,所以我們會對牠充滿了好奇,想更進一步的認識牠。我們的研究主要在觀察黃緣螢的一生、模樣和行為,並為了在人工復育的方法上力求改進,提高成功率,而在人工飼養上做了很多研究,讓我們知道食物放太多,而且水溫又高的情況下,水中有毒物質—阿摩尼亞及亞硝酸的含量尌會偏高,造成幼蟲的損傷,這時如果能利用滴流系統全天候的換水,不僅會稀釋水中有毒物質含量,在管理上也便利許多。在餵食食物的選擇上,只要是肉類即可,但如要以取得上較方便的話,可以利用在水族館買得到的豐年蝦片,但也要注意餵食量的問題。化蛹床的設計也要以方便管理及模擬野外環境為主。總之此次研究除了在觀察黃緣螢外,也能在人工復育上提出一些改進方法,以利後續有心復育的人能有所參考。

不可不『堤防』

突堤為突出海岸之海岸保護工程,具有攔截沿岸漂砂、控制海灘地形、改變海岸線方向、阻擋沿岸流或改變潮流方向的功能。本實驗係使用一大水槽,模擬突堤效應的發生,觀察它對堤前、堤後的影響,並藉由外海堆沙圖形,來觀察分析出水流繞射過堤岸後之情況。並控制變因,改變突堤長度或波的入射角,發現當堤長愈長或入射角愈大時,在堤後的侵蝕會增加,且侵蝕距離越遠。另外還推廣至形狀上的差異。L 字型,凹處堆積現象最多,且堤後侵蝕最少;T 字型,堤前、堤後的凹處皆可堆積,且可應付不同的入射波。為了佐證實驗上得到的結果,確定得到的結果與真實情況是否相同或相似。藉由探究於實地探察來驗證,以得更多深入的探討。然而,海岸工程如果單以堤防做防堵泥沙或波浪的思考,往往過於簡化,在堤防附近的海岸常引起意想不到的嚴重淤沙或侵蝕。因此海岸工程設施影響海岸波浪的沉積與侵蝕作用對海岸地形的改變可謂牽一髮而動全身,的確是不可不提防啊!

繪身繪影─正三角形磁磚設計方法與碎形密鋪之研究

本研究主要以正三角形作為基本單元,透過窮舉討論得到正三角形邊的作用方式只有五種,再經由排列組合歸納出 11 種正三角形密鋪磁磚設計方法。進一步,運用我們的研究結果,配合數學簡報系統製圖,創作新圖樣,也彌補了 Escher 在手繪時所造成的誤差,達到完全密鋪的效果。碎形磁磚的部份,我們也依據其背後的數學理論創作幾套結構圖,利用結構解析,碎形密鋪磁磚將變得十分容易,學習者將可輕鬆製作富有創意的新圖樣。

天上掉下來的禮物-善變的流星

焊錫經由焊槍加熱,達到高溫時熔化成液態,此時表面張力作用使其外形呈現球體,而焊錫滴與焊槍又因附著力的作用,焊錫不會馬上滴落。當熔化的焊錫滴達一定程度大小,重力大於表面張力造成之拉力而滴落。偶然的機會,我們將焊錫滴入水中,而滴落的焊錫在不同的條件下會再度凝固成各種形狀,我們探討各種不同的條件下(高度、深度、液體種類、溫度…等),焊錫再度凝固為各種形狀過程的機制與其物理原理。