全國中小學科展

高中組

手動可調式—多晶矽太陽能複合鍋

全球暖化未來影響我們日常生活的程度將會日益嚴重,但只要每個人在日常生活中減少自己的碳足跡(人類活動直接與間接產生的溫室效應氣體,即是所謂的碳足跡),即能有效挽救暖化的日漸惡化。然而『吃』為人們每天必做之事,要減少碳足跡首先從『吃』的方面開始。因此,開發減少碳足跡『多晶矽太陽能複合鍋』的點子就這樣誕生了。『多晶矽太陽能複合鍋』總共分三層:1、上層太陽能板 2、中層保溫鍋身 3、下層電熱圈加熱器。它以最簡單的方法達到最節省時間和最有效利用熱能。如果推廣使用,預期可使整體碳排放量下降,間接減少了使用的電力,提供一個環保節能的新概念。

凡走過必留下軌跡

平面上有一線段AB 與圓錐曲線Γ,令P 為Γ 上的動點,本研究探討當P 點沿著Γ 移動時,DABP 的外心、重心、垂心、內心、傍心及費馬點的軌跡,我們發現重心軌跡具有複製性─重心的生成曲線是原軌跡的縮影;外心軌跡多為射線、線段或者是直線,也有可能退化成點;特別是A,B 為橢圓焦點時,其垂心軌跡方程式是y 為二次,x 為四次的曲線,在特別情況下會退化成橢圓或圓;內心軌跡為橢圓;傍心軌跡為橢圓及兩條切於橢圓長軸端點的直線;當A,B 為雙曲線焦點時,其內心軌跡為切於雙曲線頂點的切線線段,其長度等於共軛軸長;傍心軌跡為兩條雙曲線及四條射線。費馬點的軌跡均為兩上下對稱的圓弧。我們試圖將條件推廣成一個定點及兩動點的情況,發現圓上雙動點的重心軌跡為玫瑰線,當兩動點以速率比為1:k 時( k IZ )運動,順向時會產生向內的環,反向時則產生向外的環且會產生k -1 個環。此外,我們將生成軌跡疊代時,發現:無限多次後,重心會收斂於一點;垂心則有對偶性。

空間中的極小原理

在平面上有一種極小原理:已知平面上一直線與相異二定點 A、B,則可在 L 找出一點 P 使 PA + PB 為最小,方法如下:(一)A、 B 在 L 之同側時,求出 A 關於 L 的對稱點 A', ,或 B 關於L的對稱點B' ,連接 A'B 或 AB’與 L 的交點即為所求之 P。(二)A、B 在 L 之反側時,AB與 L 的交點即為所求之 P。現在我們 推廣到空間中,對於空間中一直紗 L 與二定點 A、B 如何在 L 上找一點 P ,使 PA + PB 為最小。

膜上的波扭

與肥皂泡膜相關的科學現象與研究很多,本研究主要目的在探討影響肥皂膜波速的因素。實驗以振動產生器連接一光碟盒,在光碟盒上固定一圓形框,圓形框上附著一片圓形肥皂膜,由電腦軟體透過介面及功率放大器來驅動。為提高準確度,設計了二維游標尺裝置、橫向定位裝置來進行測量。並配合高速閃光燈進行仔細的觀察與紀錄。實驗結果發現波速會隨著頻率而變,得出了一個經驗公式v=62.5×f0.3,此關係不受膜的厚度、振幅、面積、成分比影響。且愈接近圓心處的波速愈快,而波腹的振幅也是愈接近圓心愈大。

熱及金屬離子壓迫作用引發HsP70基因在鏈黴菌及鼠神經膠瘤細胞中表現

關於熱壓迫蛋白的作用研究起諫於 1962 年,由果蠅唾腺染色體“泡夫” ( puff )而起。泡夫受熱、水楊酸鈉,或 Dinitrophenol ( l ) 所引發,也受其它形式的壓迫而引發( l ~ 4 ) ,只需引發數分鐘,如此的 DNA 合成也在其他細胞和組織中發現( 5 ~ 6 )。在 1 9 73 年 , Tissiere ( 7 )引用 SDS 蛋白凝膠電泳法以分子量分析泡夫所引發出的蛋白質問題,這是第一個熱壓迫蛋白的分析突破。

碘食呈經~澱粉碘液呈色及穀物分解探討

在這篇研究中,我們希望探討溫度、酸鹼和還原糖是否影響澱粉碘液反應呈色。我們希望藉由分析各類穀物澱粉分解的幅度及效率,是否有迅速的量測方式。我們使用的方法為澱粉碘液呈色法,透過澱粉與I3-形成的藍色變化,我們可以看出澱粉和碘離子是否發生還原、分解等反應。 研究結果我們發現許多有趣現象。首先透過不同濃度的澱粉水溶液與碘液的反應,確認澱粉含量和碘液之間呈現極佳的線性關係,可依據此測定澱粉含量變化。我們發現澱粉碘液的呈色會隨著pH值上升而變淺、隨著溫度上升而變淺、因為還原醣而變淺。不同穀物間以苦蕎麥最容易消化,蕎麥最不容易消化。茶類商品中訴求減緩餐後血糖上升的產品可以抑制澱粉分解,蕎麥萃取物也有相同效果。

痘高一尺,膜高一丈-以蛋殼膜製備消炎乳液

本研究以環保為出發點,藉由常見的廢棄物──蛋殼為主軸,針對蛋殼膜萃取物進行其抗菌、消炎、保濕等層面之實驗。據結果顯示,蛋膜萃取物對於金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌均有良好的抑制功效。由巨噬細胞的消炎測試得知,當萃取物濃度為40μg/ml時即可將NO生成率降低至與未添加LPS組相近;而自小鼠的傷口試驗中,可知少量的蛋膜萃取物對動物亦有很好的消炎效果。對於人體皮膚的保濕率測定,其萃取液亦有不錯的保濕能力。綜合以上結果均證明蛋殼膜在許多層面上確實為極具開發潛力的物質。

定周長包含定點所圍三角形最大面積之理論研究

坊間的一些數學書籍中皆曾提及「定周長」問題的敘述,引起我們對該問題的注意與興趣,因此想嘗試將條件予以限制,增加包含定點的規定,於是我們便開始著手研究第一主題。

輻射熱計量計之轉速研究

本研究乃經由控制系統溫度、光源照度與氣體壓力的變化來觀察輻射熱計量計的轉速所受影響;根據我們所要控制的變因,設計出各種實驗系統以利觀察,如關於溫度控制方面有氣體控溫與水箱控溫,光源照度則以高功率變壓器調控之,氣體壓力部分雖然有待進一步發展,根據我們的推測也能在不久的將來完成這項變因控制。並且經過嚴謹的推導公式,其所呈現的理論與實驗所得結果互相支持,顯示我們的實驗是非常成功的。

聲子晶體內部聲波強弱分佈的研究

我們製造一個類似六方最密堆積的二維聲子晶體裝置,測量聲子晶體內部聲音強弱分佈情形。結果顯示出低穿透率頻率的聲波,在晶體內部會先行聚焦再朝特定方向傳播的現象。一個具有空腔的聲子晶體,聲波在空腔內可以形成駐波形式的強弱分佈,同時該頻率聲音的穿透率也相對的低了許多。