全國中小學科展

高中組

太陽黑子數知多少?

原以為太陽黑子的位置和數量在太陽南北半球會成對稱分布,但發現並非如此,故萌研究太陽南北半球黑子數量變化和其對稱性之念。

ㄙㄨㄟˊ探討液體沿著固體表面流下來之現象

利用簡單的裝置,觀察液體在流出容器邊界時其流動的狀態,並討論其狀態和流速、容器邊界之間的關係。

自製臺灣植物染敏太陽能電池及性質研究

由於染敏太陽能電池製作成本與較早發展的單晶矽太陽電池比較起來低廉許多,且發展潛力頗大,但由於一般學生難以取得其中的關鍵材料(導電玻璃、人工光敏染料)使得此有意義的綠色實驗於中小學的普及度並不高。本實驗的目的便是利用日常生活可隨手取得的資源來自製染敏太陽能電池,一方面透過研究太陽輻射的能量分佈來選取某些高發電效率的顏色染料,另一方面探討染料酸鹼度對其電子傳輸及共價鍵結強度的影響程度,不但希望能提高電池效率,更希冀能普及成中小學實驗而大量製造,在大量及價格低廉的優勢下,再結合美學製作成窗簾等產品,不僅人人皆能為我們日漸暖化的地球盡一份心力,更能美化我們的生活。

微物視觀-實用的顯微投影機

浩浩蒼蒼的大千世界中,除了人眼所及的巨觀事物外,存在微小尺度底下的世界,更令人嘆為觀止。而顯微鏡的發明,正可滿足人類對微小事物的好奇心。然而,顯微鏡只能受限單人操作及觀察,本研究小組製作一台輔助顯微鏡的投影機,以彌補上述之缺點。整個研究目的是製作一台顯微投影機,並藉由顯微鏡上不同倍率的物鏡及不同焦距之投射透鏡的互相搭配,以達到不同的放大效果。此外,更可利用透鏡的整體放大倍率,以及光屏上的影像大小,反推實際物體的大小。研究過程主要是測量物鏡的物距及像距〈p1、q1〉,以及投射透鏡之物距和像距〈p2、q2〉,且測量光屏上的影像大小,再依據薄透鏡公式及放大倍率公式求出欲得的物理量。研究結果的確能從光屏上見到顯微投影機投射出的清楚影像,且能精準量出影像之大小反求出實際物體大小。討論中對整個實驗中人為和儀器造成的誤差,以及實驗過程中其餘因素產生的誤差作一番探討。最後結論是針對顯微投影機未來的期許及本研究小組的實驗心得。

Light up!飛行石的光燦

Luminol 化學放光反應受到不同因子的影響。放光物質(Luminol)、氧化劑(H2O2)、催化劑 ( K3Fe(CN)6、K4Fe(CN)6 )、混合濃度變化下放光趨勢不盡相同;溫度、添加不同濃度強鹼、不同種類之金屬離子、洋菜混合溶液各有程度不一之影響;將推廣至食品氧化劑殘留之檢驗。

增感在天文上之效用

天文攝影向來是忠實的天文記錄者,它不但記錄了近數年來天文景象,近年來人類更經由它發現前所未知的宇宙奧秘,今日眾多經由大文攝影而發現新星體的事例即可證明天文攝影對大文學的貢獻實不可磨滅。 但是自從電波望遠鏡採用及 H . S . T 進人地球軌道後,天文攝影慢慢地轉變為有錢人家比較儀器優劣的話題,如何使業餘級的設備發揮最大功能,達到每個觀測者皆可成為天文記錄者?這正是我所探討的主題。

識破你的「蛙」言巧語

在本篇研究中我們運用現有人類語音處理技術中的能量法與梅爾倒頻譜分析法,發展出了一套利用蛙聲來自動辨識其品種的系統,首先,利用能量法萃取出蛙聲中的音節,然後從音節中計算出梅爾倒頻譜參數 MFCC,利用這些音節之梅爾倒頻譜參數序列建置起台灣地區 32 種蛙類聲音的特徵資料庫。待辨識之蛙聲進入辨識系統後,也可以同樣的方法來處理,取出其各音節的梅爾倒頻譜參數序列後,再透過蛙聲辨識的方法與資料庫比對而得到辨識結果。從程式的實作與辨識能力的測試中得知,我們的方法可以在很短的時間內就獲得辨識的結果,而且可以百分之百地精確辨識出所有的測試蛙聲。

決戰一瞬間~Romseygame的推廣

本研究在探討Ramseygame所蘊藏的數學原理。探究「一個m點之完全圖,若使用n種顏色將線條著色,則使其“必能”圍成同色三角形之最小m值為何」。研究發現,隨著完全圖點數的增加,遊戲的玩法蘊含著特定規律與「數學歸納法」的精神。此外,若將使用的“顏色個數”所對應之“完全圖點數”之最小值以數列表示,研究發現數列各項間存在著“遞迴關係式”,並進一步推導出其「一般項」。然而,若改變遊戲規則,探討「一個m個點之完全圖,若使用n種顏色,二人可輪流任意使用將線條著色,則使其能夠形成一個完全由異色n邊形所組成的n值為何?」。而研究發現可進而發展成一種好玩的新遊戲。透過此研究發現,遊戲不僅可以解釋生活問題,亦可應用於實際生活上。如:車線規劃、運輸…等,十分有趣。

為什麼要「摺」飛機

研究機翼呈平板狀態的飛機,發現重心位置的選取,會造成空氣阻力對飛機重心力矩量值改變。若固定飛行速度、發射仰角、飛機質量與形狀,則力矩的大小將左右飛行的狀態。經過實驗試飛可知,改變飛機重心位置會造成飛行軌跡呈現穩定與不穩定兩種情況,探究其原因發現與力矩有關。藉由風洞實驗實際量測空氣阻力對於飛機重心所造成的力矩大小,發現空氣阻力對重心所施力矩最小的時候,具有兩大特性:1.此時恰好為飛行軌跡穩定與不穩定的臨界點2.此時的飛行距離最大。這兩件結果可以利用空氣阻力對於重心之力矩大小與方向加以解釋。最後探討機翼形狀改變對飛行的影響,發現在相同質量、發射仰角、發射速度下,矩形機翼飛行距離較三角形機翼遠,此一現象可以比較兩者在不同仰角下的力矩值去解釋。

白宮內幕──雞胚研究

工業技術日新月異,化學藥品使用量隨之逐日提高。因為種種不慎,化學中毒的現象有增無減。鉛是毒性甚高的重金屬,也是工業界常用的。故本實驗選擇鉛為代表,研究其對雞胚發育的具體影響,進而推展到人體的反應,在生物研究上已成長中的雞胚是最早而直到目前仍被廣泛利用的活系統,受精卵的易得,胚胎的迅速生長及容易改變它的環境?凡此種補使得雞胚成為一個模範系統,可作形態上、生化上及功能上的種種研究。