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第49屆--民國98年

臭的恰到好處

臭氧使用在清潔物品上,一直有其使用的危險性以及難以界定的疑慮,要將此超強活性物質利用在日常生活當中,需要經過許多的實驗來協助證實。本次實驗當中,將探討非洲菊切花與臭氧的處理之間的關係,利用實驗組B、C 以及對照組A 來觀察並推論臭氧是否有去除水中微生物而預防阻塞非洲菊導管的功效。實驗證實,以45 分鐘 20ppm 的方式處理非洲菊一次(C 組)能明顯延長瓶插壽命; 但若是處理太多次,如本次實驗中的B 組,則讓瓶插壽命急速減少, 這些都是相對於未處理組A 組所得到的結論。熱門的切花外銷品種,例如菊 花、唐菖蒲、玫瑰……等,亦該迅即作類似的比較與觀察,將有利於擴大台灣切花外銷市場的經濟效益。

賽車達人 - 叫我第一名賽車手

為了贏得賽車比賽我們進行了此次的研究,我們得到一些向量運算的規則,並學會必需對每個賽道先拆成幾個小段分析賽道的特性,再利用其特性決定採取的策略。我們的推論並證明:能夠搶到有利的出發點、先加速彎進並進入最靠近轉彎點轉彎、以及在最後加速時搶到有利加速賽徑的人就能贏得比賽。賽道的轉彎處夾角越大時可以用越大速度過彎,大小由賽道可容許的剎車寬度決定,而夾角越小則轉彎的速度也應越小。我們利用歸納推論出的加速決策:1+2+…+(n-1)+n+(n-1)+…+2+1=n×n 算出賽車時每個局部路線水平及垂直的最大速度,可以避免剎車不及亦可計算需走的步數,再依據剩下的格子數依路線的特性稍微調整,就可以跑出理想中最快的路線。

來電顯示---利用電解水時的酸鹼變化製作畫板

由實驗得知在濃度高與電壓大的情況會產生水的電解, 利用指示劑檢測可知電解時電極的兩端有不同的酸鹼變化, 正極為酸性、負極為鹼性。因為電解時需用到電, 於是我們想設計一個電路玩具, 在通電後可以產生水的電解, 並且會產生酸性或鹼性來讓指示劑變色。這個研究製作出來的電路玩具就是可拿來寫字或畫圖的畫板, 根據電解水時酸鹼性變化的原理以及利用電流形成通路所完成的一件作品, 經一連串的改良與修飾後成為超可愛的海綿寶寶畫板; 在畫筆接觸畫板的瞬間會形成電流並產生水的電解, 還可以利用正、負極轉換開關的切換來控制畫筆的正、負極, 以產生酸性或鹼性, 這樣就可以在沾有指示劑的畫布上寫字或畫圖, 讓畫布變色。而且我們尋找出適合在畫布上作畫的天然指示劑, 不同的指示劑在來電時會顯示出不同的變色效果。

光光閃亮晃晃─十字花科植物、豆科植物受不同週期的光產生的影響

本實驗探討光的週期對植物生長的影響,並使用小白菜當做實驗的主要對象,用白熾燈作為光源,產生週期24hr、12hr、6hr、4hr、1.5hr、0.5hr、7.5min、112.5sec、56.25sec、28.1sec、7sec 和1.7sec 且進行永晝、永夜的實驗。首先發現週期1.5hr 的小白菜生長高度較週期24hr及週期12hr、6hr 來的高,但綠豆影響不明顯。但使用水耕法死亡率高,不易觀測,所以將水耕改為土耕。後來將週期設定為112.5sec、56.25sec、28.1sec、7sec 和1.7sec,發現週期7sec的小白菜生長最快,但週期1.7sec 的小白菜生長速率較其他低。此時我們也在阿拉伯芥上發現與小白菜一樣的結果。又分別用綠豆及小白菜進行永晝、永夜的實驗,發現永夜的植物都較永晝的高。最後進行2DGel 的電泳,在電泳結果中找到週期28.1sec 含有特殊的蛋白質,證明不同週期的光會影響植物生長。

小心燙!麻油雞湯的秘密!

本研究是因為妹妹偷喝媽媽煮的麻油雞湯,被燙傷後所引發的研究動機,研究中藉由熱水加入麻油來探討不同變因下,水溫所產生的變化情形;結果發現油脂會浮在水面上造成散熱不易情況,但終究水溫還是會慢慢的下降。研究中顯示油脂加入熱水中,對水溫造成影響的因素與放置時間、熱水量、油脂種類、油脂量、容器口徑、容器材質、是否攪拌、浸泡冷水、四周溫度、是否通風等等都有關係;而在水質、加入鹽量、是否覆蓋等等較沒關係。

三聚氰胺檢測劑

在螢光棒中,裝有苯基草酸酯、染料和一根密封的玻璃管。在玻璃管內有氧化劑過氧化氫和鄰苯二甲酸酯,兩者共溶於溶劑內。若將玻璃管折斷,玻璃管內外的溶液就會產生化學反應而發出螢光。我們在實驗中發現添加一些含氮的化學物質可使螢光棒的發光時間和亮度發生改變,而當時添加三聚氰胺的毒奶製品新聞正是大家所矚目時,我們就突發奇想,在螢光液中添加三聚氰胺,是否應該也會改變發光的時間及亮度,說不定可以當成檢測三聚氰胺的方法,於是我們就開始著手這個實驗。

美濃水患的深入探討與改善

這次研究中主要探討關於美濃淹水原因和解決的方式。在一開始我們討論了當地最先淹水的地方「雙溪」的變化(附錄一),在實驗一當中我們實驗模擬尚未被開發的美濃雙溪段的現在與過去情形。在E-A(模擬過去河道)時其流速較快;但是在E-B(模擬現今河道)時我們模擬已經被開發的美濃雙溪卻相較較慢。並在分析數據中了解到河道開發的差異,是水患的極有可能原因之一。而在實驗二當中,我們嘗試以滯洪池的方式進行解決,實驗過程中我們發現,地表土壤的滲水與另外三者相差甚多。而實驗三我們將計算河道改善與滯洪池兩者在相同成本時,何者達到最高效率,且能做為當地改善的方式。未來,我們計劃進行兩者交叉的實驗比對,並加入更多的變因讓我們的實驗能更加符合真實情形,我們也將會設計更完善的實驗設備讓實驗更加完備,達到最接近實際情形的數據。

比太陽能發電好數百倍的節能照明系統

本系統是利用PLC控制,帶動與太陽轉動速度一半之機構,利用鏡子將太陽光反射至天花板,期望太陽光可以取代日光燈之機構。再者,可隨太陽光不同的入射角來做調整,而且利用光敏電阻控制電燈開關,當光線足夠時,自動關閉燈光,當光線不足時,自動開啟燈光,使教室照度合乎教育部規定之需求。藉以達成節能減碳之目的,並且拿來跟太陽能發電比較其經濟效益,發現本系統比太陽能發電好八百倍。

模[檸][良]可,[競]電有[力]

本實驗以檸檬電池為出發點,首先比較不同電解液(檸檬汁、檸檬酸、鹽酸、磷酸)之電位大小,並導入能士特方程式(Nernst-equation)比較各電解液n值與理論n值的差異。接著探討控制不同變因對電池電位的影響,藉由上述之變因,求得其電流(I)、電位(V)及電阻(R)。進一步由電位(V)對電流(I)作圖,找出偏離線性關係的極化現象,並探討極化產生的因素。統整和分析上述之數據和原因,我們找出檸檬電池和模擬電池之各變因的最佳數值,並設計一組自製模擬電池。由上述實驗結果,我們發現電池的電位大小會隨電極種類、電極的距離、電解液的pH值、電解液的攪拌及溫度等因素而變。而n值亦會隨不同種類的電解液及溶液之[H+]濃度而變。 經由本篇報告的研究結果,可以提供一個新電池開發的方向。例如:(1)如何有效的提高電池的電位值 (2)改善電池電位的變因,進一步應用到日常生活用品中,如照明或是MP3播放器…等,是此研究最大的意義。

從等邊三角形到等腰三角形-Van Schooten定理的推廣

在平面上給一個正△ABC,若P為△ABC外接圓上的點,則三線段 中,最長為較短兩段之和,這個性質稱為van Schooten 定理,可以視為托勒密定理的一個推論。我們將正△ABC的條件改為等腰三角形,研究在此條件下,使van Schooten 定理成立時P點的軌跡問題。在本文中,利用解析法,我們找出P點的軌跡圖形Γ。我們對於圖形Γ上的一些特別點的尺規作圖感到興趣,也得到一些有意思的結果;藉由研究這些特別點的尺規作圖,我們發現軌跡圖形Γ的一個性質,敘述如下:設 AB=AC,G是△ABC的重心,G’是G關於BC直線的對稱點,若D是直線BC上的任一點,若P、Q兩點在AD直線上且滿足 PA=PB+PC、QA=QB+QC ,且H是PQ 中點,則有G'H⊥PQ的性質。此外,我們也利用尺規作圖作出上述P、Q兩點。