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第48屆--民國97年

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。

綠茶與養樂多的愛戀

養樂多這類的乳酸飲料是屬於膠體溶液,膠體溶液是指一定大小的固體顆粒或高分子化合物分散在溶媒中所形成的溶液,其質點一般在1~命c,丹寧酸,兒茶素以及維生素e等成份。茶多酚(TeaPolyphenols)是茶葉中多酚類物質的總稱,包括黃烷醇類、花色?類、黃酮醇類和酚酸類等。其中以黃烷醇類物質(兒茶素)最為重要,含量約占茶多酚總量的70%左右,茶多酚又稱茶鞣或茶單寧,是形成茶葉色香味的主要成份之一。當膠體溶液遇到電解質時,因為淨電荷為零,淨電斥力不存在的緣故,其溶解度最小。所以我們認為養樂多因為是膠體溶液,而綠茶是電解質,因而產生了沉澱現象。

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。

氣象入門第一課--相關於地面氣壓的實驗探索

日常生活中經由一些現象常常可以察覺空氣壓力的存在,例如使用吸管吸飲果汁,又如罐裝煉乳只開一個小孔倒不出來……等等,然而這種種體驗只在定性層面,本文透過簡易可行的實驗設計,憑藉測量值檢視氣壓大小,使我們對於氣壓的體驗,提升到定量層面。本文一系列實驗從大氣壓力的測量開始,然後擴及氧氣和水蒸氣的分壓,實驗方法刻意避開了水銀,改用「以水試氣」來測量氣壓。實驗靠著兩根長235㎝的硬質透明塑膠管,平行直立而底部接通,底部短管一側橫出並設有活栓,整個裝置固定在木架上。在氣壓測量的實驗過程中,發現這個自製裝置也可以模擬空氣的流動,空氣流動是一種相關於氣壓的現象。此外,我們另外自製了體積測量裝置,藉著氣壓平衡的機制,以新方法測量落塵的體積。

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。

「碳」危觀止-自製微型化學儀器,檢測空氣中一氧化碳的含量

近年來一氧化碳中毒事件頻傳,此時我們想瞭解是否能有一種有效測出一氧化碳氣體的方法。但據所查的資料顯示,目前市面上的偵測方法不外乎儀器太貴、偵測溫度太高或是鑑別度較低等困擾。因此,我們想要找出有更好偵測一氧化碳的方法,於是我們收集資料,經過詳加比較後發現,CO(羰基)會與過渡金屬離子形成錯合物。根據實驗得知,在稀醋酸及硫酸鎳的溶液下,對偵測CO 存在有良好的效果。再配合LED 燈、光敏電阻及三用電錶,自製出「攜帶式微型雙打氣化學儀器」,最後再接上自製電路及蜂鳴器,對偵測空氣是否含有一氧化碳有高的相關性,並能有效的檢測出一氧化碳的含量。本自製微型化學儀器對一氧化碳的檢測分析結果,其 [COppm] = 2×107 × [偵測時間× 0.9]-2。

氫輕世界~有趣的空氣燃料動力車

由於能源短缺,化石燃料的大量使用,造成溫室效應、地球暖化、氣候異常、\r 空氣污染,所以我們要尋找替代能源的燃料如氫氣、天然氣,將化學能轉化成電\r 能產生動能的電池,根據研究的專家說,燃料電池並不是電池,而是代替內燃機\r 的發電機,它的發電效率高達50~75%,比傳統火力發電更節省燃料〈火力發電\r 效率約35%〉,不會造成環境污染,它的應用很廣,所以,我們就以容易取得的\r 材料,應用在交通工具或攜帶型與家用型的物品上,並以微小的電流量讓迷你車\r 動起來,以改造動力來源達到節能減碳的目的。

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。

喜歡睡帳篷的蜘蛛-大姬蛛生態行為研究

繼去年研究肩敤銀腹蛛後,今年運用數位相機及顯微鏡深入比較結網性蜘蛛(大姬蛛)與遊走狩獵型蜘蛛(安德遜蠅虎)構造差異與行為特徵。透過實地調查與趨性實驗,發覺大姬蛛與環境的關係。透過長期飼養與觀察記錄,發現大姬蛛的產卵過程及護卵行為。以模擬落葉找出大姬蛛選擇落葉帳棚的關鍵因素,同時也深入比較肩敤銀腹蛛與大姬蛛蛛網的差異。在餵食的過程中,發現大姬蛛捕獵的方法及食性關係,精彩可期,一定要看。

BlingBling的渦鞭毛藻-塔瑪亞歷山大藻的生物發光

塔瑪亞歷山大藻會受震盪刺激產生生物發光現象。本實驗為探討塔瑪亞歷山大藻的生物發光機制,設計震盪平台結合高感光度數位相機,藉照片紀錄其發光變化情形,並以Photoshop軟體計量各實驗組藻液的螢光亮度。實驗比較了不同細胞密度、刺激模式、光週期變化及光合作用抑制劑對其生物發光的影響。結果得知該藻只在夜間發光,並有跟隨培養期間光週期適應的生物時鐘效應,黑暗期愈長,其維持發光狀態愈久,天亮前自動減低其亮度且在晝間不發光。此外,細胞密度、電擊強度與其受刺激後發出的光強度成正相關、而刺激愈頻繁,亮度驟減愈快,需足夠的時間間隔以恢復應有亮度,推測其與螢光素、螢光酵素及能的消耗、復原有關。因較短光照期或在晝間加入光合作用抑制劑(DCMU)將降低其夜間受激發光的亮度,且與抑制劑濃度有關。