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第49屆--民國98年

一『碳』究竟-探討製備廚餘電池之條件

各項液肥六週發酵後溫度、pH值變化不大,pH值不影響電壓與電流。經A菌發酵果渣、黃豆渣之電流與電壓較高,黃豆渣有異味,因此不挑選。三週發酵果渣A菌液肥添加3克幾丁聚醣有較高的電流、電壓,以之製備廚餘電池之電解液。奈米碳管複合材料與其他極板組之電壓、電流較弱,鋅-銅、石墨棒-鋅組較高;以鋅-銅(Zn-Cu)、石墨棒-鋅(C-Zn)組,經2組串聯,使LED燈泡發亮,3組串聯驅動時鐘、手錶。改良後電解液為發酵三週「果渣+鹿角萵苣」液肥,電極以備長炭-鋅(WC-Zn),1組可驅動時鐘及風扇,節省空間、備長炭可吸附異味;以石墨棒-鋅(C-Zn)、鋅-銅(Zn-Cu)為電極,2組串聯驅動時鐘及風扇。

‘鈦’‘有’效了—TiO2降解水中有機物研究

工業廢水中含有許多酚化合物,如果不加以處理就直接排放,將會對整個生態環境造成嚴重的污染。本實驗主要探討二氧化鈦奈米光觸媒在紫外光的催化之下對水溶液中含有有機芳香族化合物的降解反應,利用分光光度計來測量幾個代表性有色色劑的吸收度與穿透率來了解其降解程度,水溶液中顏色若是逐漸變淡即可表示有機物已經被分解成其他物質,處理到合乎於排放的標準進而達到淨化水質的效果。 本次實驗中發現在有機物不被紫外燈強度破壞的前提之下二氧化鈦量的增加以及紫外燈強度的增加皆會使得反應速率增加。

〝紫〞看〝外〞在美-紋白蝶性標成因之研究

本研究的主題是探討日本紋白蝶(以下簡稱紋白蝶)間如何分辨雌雄。經實驗發現並驗證雄蝶在近距離時是利用視覺來尋找雌蝶,而不是利用一般所熟知的費洛蒙(嗅覺)1.。還發現雄蝶翅膀對於紫外線有吸收能力,雌蝶翅膀對於紫外線則是有反射現象的明顯差異,因此造成雌雄外觀上有強烈的視覺對比。更進一步用掃描式電子顯微鏡(SEM)發現形成紋白蝶雌雄對比的原因是翅膀鱗片上的奈米級顆粒多寡所造成的。最後驗證了雄蝶翅膀對於紫外線有吸收能力就是由鱗片上的奈米顆粒所造成的。而且用去除掉奈米級顆粒的雄蝶標本竟然也可以很快的吸引其他雄蝶的靠近,證明了紋白蝶利用「翅膀對紫外線波段的反射與否」來當成性標。

『肚』裡乾坤,不同凡『響』

有一次,我們看到社會老師在彈吉他,一看到吉他有著葫蘆狀的大肚子,我們就想說,為什麼吉他是葫蘆狀呢?難道不能有其他的形狀嗎?因此,我們就想要來研究肚裡有什麼奧秘。透過不同的形狀、體積、厚度、材質、開洞的大小及位置、蜂鳴器力道、骨棒排列方式等實驗中,瞭解這些因素對音箱會有不同的影響力。親手作音箱,了解原來樂器的肚子裡蘊藏許多不為人知的秘密

利用雷射光的偏折測量擴散係數

溶液和水置於同一容器中,當溶液中的溶質向上擴散時,溶液的濃度會隨著高度改變形成濃度梯度以及折射率梯度dn/dy。寬度a的透明方形盒,下方盛放溶液,上方置水,雷射光照射和鉛直成45°的玻璃棒,再照射方形盒時,會在屏上形成鐘形曲線,向下偏Z的距離,r為容器至?的距離,dn/dy=Z/ar。測量溶液和水的原始交界面處的下偏距離,可以測得擴散係數,以擴散係數不隨濃度改變的硫代硫酸鈉作實驗,得到的結果和文獻資料所載的很吻合。 以濃度55%甘油進行實驗,其dn/dy -y圖,所做出圖形呈現不對稱,圖形的極大值往甘油方偏,因為甘油的擴散係數隨濃度改變,不適合用本方法測擴散係數。但濃度10%以下的甘油的dn/dy -y圖,已較對稱,用本方法測量的擴散係數和文獻資料較吻合。

眼見為憑?!-動、靜態視錯覺形成之探討

此作品分成兩部分:在鬼影部分,我們發現鬼影方形與交會處邊長比例越小、方形個數越多,鬼影現象越明顯;加上白色圓點後,會產生完整且圓形的鬼影;改變背景顏色後,鬼影顏色的深淺會隨著背景明度改變,但如果改成白色方格,則產生不明顯的鬼影;方形改為三角形只有一銳角能造成側抑制,而能造成的側抑制又很薄弱,只能微弱的看到模糊的鬼影。旋轉蛇是否旋轉跟顏色轉變的灰階值有一定的關係,旋轉方向則是以明度低到明度高的方向進行旋轉,如拿原圖與單一圓圈作比較,原圖屬於多中心圖形,較不易持續觀看同一點,所以會造成眼睛自動掃描整張圖片,因而造成旋轉現象極明顯,但單一圓圈如不加輔助點,眼睛自動會朝圖形中央看,因此圖形幾乎不旋轉。

球有情、風無意,煙消雲不散---觀察風通過物體表面的行徑路線

本研究是探討風遇到表面粗糙度有差異的球體時,行徑路線的變化並分析分離點的位置。 我們經過線香、蚊香、水霧,最後是以加熱低密度的白蠟油來產生煙霧,並利用電腦風扇、吸管及海綿,製作一個富有整流功能的小型風洞。配合雷射光(加上柱狀玻璃管)來觀察油煙遇到圓形(或球形)表面時的行進路徑。 實驗過程所拍攝的影片經截取、切割後,以軟體「Photoimpact 11」標示出分離點,並量出分離角度。經過許多研究後,我們發現:流體通過物體表面時有分離的現象,當風速越快及表面粗糙,流體愈早分離接觸面,分離角度越小。

小丑的秘密-循環跳躍的數列

小丑手裡拿著各式各樣的球以五花八門的手法自在的拋接,在這樣拋接球的過程中,隱藏著奧妙的數學問題。若將拋接球的動作以數列的方式表示,則稱該數列稱為《Juggling Sequences》,此數列不僅可以簡單的方法,辨別出小丑拋接球時所持的球數以及所丟的高度,更可表達各種拋接球的方式。 由於小丑拋接球時,球不能在同一時間落地,因此Juggling Sequences所代表的必須為連續動作。固定週期與球數後,透過數列構成條件的探討,得到如下結果: 1. 當n

催催自由基!捕基噗嘰!

自由基是一個帶有不配對電子的化學單位,根據近代化學動力學的研究,自由基常為中間過渡產物,本研究利用氫氧自由基與其他化合物的反應以間接檢測氫氧自由基的存在。研究者由文獻資料分析,先選用二甲基亞?(dimethyl sulfoxide, DMSO) 做為氫氧自由基捕捉劑,而DMSO可與氫氧自由基發生反應產生甲醛,並利用簡易檢驗醛類之方法間接推測自由基的濃度,以此檢測法測試光觸媒是否產生氫氧自由基。除了對DMSO的研究,本研究重新定義自由基捕捉劑,研究者藉氧化還原電位找出分解氫氧自由基的理想催化劑-Co2+、Ag+,並利用自由基分解所得之產物-氧氣,來定量自由基的存在量。

天啊!我看不到路標上的字!

在面向陽光時由於陽光光線直接進入眼睛,導致瞳孔縮小,此時前方物體就會因為背光而成黑黑一塊。同樣的,道路上路標的字體,也會因為背光情況下看不清楚,因此本研究探討如何減少背光對路標的影響,研究各種使字體能在背光時明顯顯示出來的方法,使開車族不會因為面向陽光而錯過轉彎的路口。由於陽光在不同位置時對路標的影響不一樣,因此我們設計製作一套實驗設備,其中有一組可調整明暗度及各種角度的燈泡組,藉以模擬太陽光在不同時間的照射狀況,並利用數位相機及測光表的測光系統,量測各種路標設計的透光率,經過研究找出最佳的路標設計方式。