全國中小學科展

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高中組

靜電揚聲器之研究及全功能音響測量系統

1.國內從來沒有廠商生產靜電喇叭,也沒任何個人提出製作報告。 2.靜電揚聲器的音質十分高雅清純,我迷上它獨特的音色。 3.靜電揚聲器的價格太高,我無力負擔,只有自行研製一途。

以B-V色指數圖探討球狀星團中的紅群聚

在蒐集網路上的資料時,我們在球狀星團中觀察到了一種稱為紅群聚(redclump)的恆星,此類恆星在天文領域中為一個較新的研究題材,我們透過以下的幾個方法,進一步探討紅群聚:一、製作B-V色指數圖並分析球狀星團中的紅群聚。二、計算紅群聚在水帄分支中的數量百分比,與星團年齡做比較。三、觀察紅群聚與轉折點的亮度差,與星團年齡做比較。經過研究分析之後發現:一、星團年齡與紅群聚在水帄分之中所佔百分比成反向關係。二、球狀星團中,紅群聚和轉折點之間的亮度差與年齡呈現反向關係,與疏散星團相反。

水中的阻尼振盪

本實驗主要以高畫素攝影機拍攝,透過影音剪輯軟體的定格功能,不只提高時間測量的精密度至30分之1秒,更可清楚記錄觀察浮體於水中上下來回振盪的位置變化情形,並探討哪些因素會影響其振盪週期、最大位移。進而找出浮體在水中運動時,所受阻尼力大小隨著其在水中的深度、接觸面積增加而變大;以及驗證阻尼振盪中最大位移遞減率與阻尼力的關係式。

連生泡的三角習題

記得專研課中,老師曾經提過有關表面張力、毛細現象與連生泡、彩色泡 … … 等有關問題,而在當時我們對肥皂泡這項較有興趣,在吹泡泡時觀察到連生泡,覺得兩個泡泡的大小與其接觸面的大小似有關係,並想找出此關係式,並用此找出泡泡其它的物理性質(如:張力、濃度 … … )及其關係。

超電容運輸系統

在此研究中,希望能以超電容的特性,嘗試將超電容結合電動模型車,製作一個運輸系統。其中包含超電容的充放電研究,馬達的扭力與電功率的關係,並結合自動控制程式,量測車輛的加速與放電關係;藉此說明超電容在功率上面的傑出性能。另外,我們結合了電容與車輛驅動能量上的文獻研究,運用在內湖222 公車的部分路線計算,行駛距離與損耗能量的關係。最後評估超電容應用在電動代步車上的可行性。舊金山市無軌電力公車何謂”超電容”?超電容利用的是電子吸附的物理原理,並無異於傳統電容。但因成分的不同,使得超電容的電容量遠大於傳統電容。並且超電容擁有以下特性:一、 電快速且放電持久 二、 容量較普通電容大出許多 三、 在瞬間提供極大的功率 四、 放電效率極高 五、 環壽命次數高

黃金種子的探索

本實驗探討於不同生長環境條件(如溫度、溼度)下,稻米發芽時其化學成分與性質改變的情況。我們用碘液遇到澱粉及本氏液遇到葡萄糖會變色的現象,來研究其澱粉和葡萄糖含量的變化、以「縮二.檢驗法」測量蛋白質的含量變化、以導電度測離子含量的增減、以pH計觀察酸鹼性的變化,以KMnO4 酸性溶液滴定紀錄發芽米的抗氧化能力,另外還購買「亞洲瑞思公司」所出產的發芽米進行比較,進而探索「發芽米」的奧秘。我們發現發芽米中的養分經過酵素分解後,其化學物質的分子會比未發芽的米小,有助於胃腸較不好的人吸收。於澱粉及葡萄糖的測定實驗,我們發現澱粉的含量隨發芽時間的增加有下降的趨勢,而葡萄糖在未發芽時則有上升的趨勢。一旦發芽後,葡萄糖的含量因當作發芽時所需的養分而含量減少。\r 在KMnO4 的滴定實驗中,我們發現發芽米的抗氧化能力有日漸提昇的現象,有助於防止肌肉老化。另外我們仿造身體的消化模式,測量發芽米燃燒的pH 值,發現有愈來愈高的趨勢,有助於維持身體的酸鹼性。最後,在導電度的檢測中,我們發現稻米隨著發芽的天數增加,導電度逐漸上升,表示發芽米中離子的含量逐漸增加,有助於維持身體的機能。結果顯示稻米處在溫度35℃下、發芽二天時,對人體是最適合的。

渾身是勁─以廢電池改裝為高功率的鋅銅電池

由於實驗課本的鋅銅電池裝置,輸出功率不及一毫瓦特,以致不具實用性。在歷屆中小學科展中,已有不少改良鋅銅電池的作品,但仍不具有實用性。而且仍有許多可能影響電池電流的變因未經探討,因此引發我們進一步研究的動機。由於市售乾電池已具有鋅極,所以我們希望能回收廢電池,將其改裝為功率與市售乾電池相當的鋅銅電池。

RRID停車場管理輔助裝置

本專題係主要利用無線射頻辨識系統(RadioFrequencyIdentification)之特性來達到停車管理與認證之目的。此種非接觸式感應裝置是目前市場上之潮流,雖只有一張小卡片,卻結合了方便與認證之自動化停車管理機制。當車主進場停車前,將卡片貼近讀卡機,隨即可辨識是否為本車場認可之車輛。一但通過認證將自動開啟停車柵門給予車輛合法駛入,否則停車柵門將不予開啟。此輔助裝置之特點在於合法車輛之車主可自行持卡感應進入,一但停車日期停效,車場柵門將不予開啟,車主將無法進場停車。有別於傳統以搖控器開啟柵門之方式,傳統方式之缺點在於無法辨識此車是否為本停車場所認可之車輛,也無法自動控管讓車輛僅在有效期內進場停車,徒增車場管理上之安全漏洞與不便。

悠溪泉湧

近年來十分風行 spa 溫泉水療,在偶然機會中看到電視節目帶領觀眾實地尋找野溪溫泉源口,引發我們的興趣,因此在了解溫泉的成因及分類後,再向專家詢問後,我們實地探訪尋找南部熱門野溪溫泉的源口。溫泉水療雖盛行,但也引發不少問題:許多民眾泡了溫泉後,皮膚出現不適症狀,經向醫師求證,原來是酸鹼值惹的禍。我們利用實地勘查所採的水樣,先找出溫泉溫度的變化與酸鹼值的改變關係,再進而以此找出使各溫泉適合人體肌膚長時間浸泡的處理方法。

都市鬧區交通管制系統改善實例

(1) 都市鬧區交通擁塞的主因在於各路口之交通燈不能相配合,而造成不流暢現象,終惡性循環之後,軍輛愈多愈擁擠情況愈嚴重,以致執法的交通警察,都無可奈何,影響所及造成大家浪費時間,油量及空氣污染,此實為一嚴重之社會問題。(2) 台北市中山北路、林森北路之區域為最嚴重,以致許多司機在一上下班時間不敢載客前往此一區域,因為一陷入該地區,常 30~ 60 分鐘,才能「逃出」,情況之嚴重,由此可見,我們曾一利用畢業旅行期間訪問台北幾使司機的意見,他們一致認為,造成擁塞最火的原因,在於交通號認不能相互配合!(3) 經我們深入研究後,發現造成擁塞的幾點原因為:(一)路口與路口的交通管制號誌無法做有系統之控制。(二)管制號誌在尖蜂時間,無法做靈活的調變。(三)當有警察做交通指揮後,交通將益形擁擠,其主要是縱衡交通流量轉換太慢,而造成不流暢。