全國中小學科展

第48屆--民國97年

揚名曆萬~萬年曆

「查日期,翻月曆,遜!什麼都不必查,直接告訴你,酷!」我們不是神童,也沒有超強的記憶力,但如果你想知道今年任何一天是星期幾,我們可以馬上回答你。我們以歸納西元2008年的月份、日期和星期之間的規律性為出發點,幫助我們用最有效率的方式,簡單記憶及快速推算西元2008年的任何一天為星期幾,再推演至其它年份,並藉由深入研究「曆法的演進史」以及「回歸年與太陽曆閏平年」之間的關係,找出未來置閏規則的最佳建議方案,以此為基礎,將閏平年規則適用範圍延申至超過一萬年,推算出萬年曆公式及以做出真正適用一萬年的萬年曆轉盤、我們目前在網路上及市面上,都尚為找到可以用超過西元2400年的程式或轉盤,所以我們的萬年曆研究深具參考價值。

反射式多變色液晶SmartWindow之研究及應用

本研究以創新製程及電場配置製作可變色雙層液晶窗。本研究有以下特點:一、解決市面上液晶窗戶之缺點,以創新方法製作可自由調控顏色之液晶窗戶(SmartWindow)二、不需使用背光源,為反射式液晶窗戶。三、消耗電能低,可達節能之目的。多變色膽固醇型液晶窗戶為利用具雙穩態(Bistable)特性及因螺距不同反射特定波長的膽固醇型液晶(CLC)。本研究創新作法為二:一、以固化方式使膽固醇型液晶螺距大小不同,使變色機制不同於一般液晶窗戶,以控制液晶反射特定光線達成變色的目的。二、將液晶螢幕中控制液晶的IPS系統、側邊電極應用於本液晶窗戶。雙層液晶窗戶上層為混合E7(向列型液晶)+S811(旋光物質)的BistableCLC,下層為混合RM82、CB15、BL006、I-369的多變色(Multi-color)CLC面板。

天馬行空---n后問題規律之探討

一、『馬步解』定義:向右二格、再向上一格稱為『馬步2』,推廣至向右n 格、再向上一\r 格稱為『馬步n』。\r 二、先逐一嘗試n×n 方陣中馬步解成立與不成立之各種情形,並整理列表。\r 三、利用嘗試結果研究出馬步解的例外規則。\r 四、根據鑲嵌解概念推得『環面解』,再進一步推得『甜甜?解』。\r 五、利用馬步解的特性,得到兩個重要性質:\r (一)『加法對應性質』。 (二)『乘法對應性質』。\r 六、利用『遞降法』,算出乘法對應。\r 七、根據『費馬平方和定理』,推得4m+1 型質數階方陣加法對應重覆之運算。\r 八、利用『削邊法』得到偶方陣的類馬步解,完成所有具有馬步規律解的尋找。\r 九、以往對於n 后問題的研究著重於解題邏輯思考,或是比較程式演算法的優劣。本研究\r 則是針對相同斜率規律格子點的解,探討其規則以及推廣。更重要的是對於經典的『八\r 皇后問題』的解,也可利用甜甜?解的概念加以精簡。

愛怎麼樣,都型-鋼管秀之投影幾何

在生活週遭的物品為了使其更加美觀,常常會使用到鏡面投影,例如台中縣政府縣民廣場前的公共藝術作品-傾城之約,便是用了光線反射的原理,讓原本平鋪在地面上的不規則馬賽克投影在火焰外型的弧面鋼板上,象徵現實與虛幻交織的空間,無形的圖案反射成人形,也反射週遭的人物,使其更具有神秘感及商業價值。看似簡單的投影,事實上卻不然。為了能使更多的圖形能順利的投影到弧面物體上,我們使用投影及光學的原理,進行分析,並討論圖形與角度間的關係,因為圖形的線條長度與角度在不同的投影位置會產生不同的變化,可能會某部分線條太長、太短甚至扭曲變形。當中需要引用到投影幾何學及光學,發展最快速的投影方式,使其能使用最簡易的方式精準的投影出正確的圖形。我們主要做出鋼杯放在彎曲的圖型上,所呈現在鋼杯的圖形式方正的。

「紙」溶馬桶,不容垃圾桶--還給廁所一片淨地

當今環保意識高漲,「節能省碳」普遍受到各國政府重視與提倡,\r 廁所環境維護也是其中一環,到底衛生紙可不可以丟進馬桶內沖掉?\r 要如何避免「滿廁盡是黃金紙」的窘況出現?這是本研究主要課題。\r 市面上衛生紙種類繁多,哪些才是最適合的廁紙選擇呢?透過資料蒐\r 集、問卷調查以及實驗觀察,對此議題進行三角交互分析,提供給每\r 天都需要使用衛生紙的普羅大眾一個參考。

創新型微動能感測系統之研製

感測器為系統最前端裝置,影響量測結果甚鉅。目前量測微弱振動的感測器,絕大多數為日本或美國生產,主要為半導體橋式壓力感測器。雖然體積較小,但受溫度與非線性影響,無法真實地將感測動能轉換出來且價格昂貴。有鑑於此,我們將水添加微量的電解質,產生的阻抗配合薄膜與震動面接觸,薄膜上的電極隨震動起伏,與固定電極間產生位移使阻抗產生變化。經四項實驗,證實此感測器具有極佳的低頻響應與能量轉換曲線,並且造價低廉,配合相關電路建構出微動能感測系統,能廣泛運用於科學研究、視聽電子、地震分析、生物資訊、製造業產品檢驗等範疇。

看見斷層

本研究從2007年10月到2008年6月,歷時9個月。目的在透過斷層的探討,學習研究地球科學的基本技巧,並了解地震與斷層之間的關係、及如何減少地震造成之損害。研究方法以野外考察法、訪問、室內實驗法及文獻分析法進行。本研究有幾點重要的發現:一、採集岩礦標本驗證海洋板塊在擠壓的過程中,斷層面並非全然隱沒於大陸板塊之下的事實。二、斷層錯動可能造成嚴重的地震,但斷層卻常常因為人為或自然因素隱而不見,成為我們生存環境的隱憂。三、斷層模擬實驗,可以使用一般透明的壓克力盒和五穀雜糧、陶土等材料,讓同學自行操作,從操作中觀察斷層形成的過程,加深對地殼變動的認識。

馬祖的夏日精靈-紅花石蒜的求生策略

紅花石蒜學名為LycorisradiataHerb.,馬祖人因其花形狀稱為「螃蟹花」,是本縣的縣花,四鄉五島均有分布,而紅花石蒜族群大量減少的原因,推論是受到人工造林,改變了馬祖的生態環境所迼成。而不利環境下還能生存的原因,經過氣象資分析後,明瞭紅花石蒜的休眠期(6至8月中旬)正是馬祖的乾旱期不利生長、開花期(8至10月)是颱風來臨的季節,開始大量開花繁殖、生長出葉期(11至5月)是冬天蕭瑟落葉至初春發芽的時節,讓低矮的紅花石蒜能贏得日照,然後進入下個一週期循環。環境有利於生長時,立即長出新葉生長及開花繁殖,當遇到逆境時將養份回流到地下球莖休眠度過困境,紅花石蒜演化出這種「順應環境」的機制,應驗了達爾文所說的「適者生存」的法則。

海邊的風吹砂怎麼會膠結成塊呢?

風吹砂的砂粒中含有大量的碳酸鈣,當帶有酸性的雨水和濱海植物根部釋出\r 的物質溶於水中,就會侵蝕碳酸鈣,並沈澱於顆粒的細縫中,形成灰白色、半透\r 明和黃褐色的細小顆粒,將風吹砂顆粒膠結起來,這些細小顆粒就是膠結的介\r 質。碳酸鈣含量越多,介質與顆粒間的接觸面積越大,膠結就越緊密。\r 而風吹砂顆粒膠結時形成的分層,是由規律的季風帶來砂粒並膠結,其中一\r 次風吹就會造成一次膠結,若過程中有間斷,會因分界處較脆弱而形成分層。

金門潮間帶『互花米草』對環境的影響

互花米草,是我們這次科展研究的對象,它大多分布在浯江溪口的爛泥巴裡,海濱公園中也更他們的蹤跡。這裡,也是我們數次與它相遇的地方,同時也是激起我們好奇心的地點。互花米草是由對岸漂流過來的外來種,由於繁殖能力強,嚴重影響本土生態,我們藉由觀察互花米草在金門潮間帶的生長情形,及自己種植互花米草等實驗中,了解互花米草,進而研究如何避免它擴展生長範圍。