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高中組

大坑地區地層歷史的探討

為了尋找較新地層所遺留下來的歷史記錄,我們選定了一個露頭極佳的地區─一豐原山地的大坑溪流域,作為出發點,採溯溪的方式,由尋訪各處露頭所得之資料,來對於這些地層形成的原因及台灣西部地形作最合理的解釋,以達到學以致用的目的。

金雙氧、鉛雙氧、氧氧相連!

本實驗研究,從清洗隱形眼鏡的「防漏鏡盒」中發現,白金是使雙氧水分解很好的催化劑開始,透過資料的搜尋,發現有幾屆科展作品探討過MnO2 對於H2O2 的催化能力及相關探討,有些文獻中也探討顯示CuO、PbO可作為MnO2的良好催化輔助劑;因此,本實驗透過科學邏輯的方法,設計一連串的實驗,找到了一個使雙氧水迅速(急速)分解的催化劑--PbO2,因此,本實驗研究的重點就偏重在PbO2的催化動力學及應用於殘餘雙氧水檢測之可能。

流體中聲速的測定

我們知道,有許多方法,可用來測量空氣中的聲速,如在高中課程中,利用共鳴空氣柱便是一例。但我們仍想:是否還有其他方法,能更準確的測出不同氣體中的聲速,並能進一步測出液體中的聲速,於是我們展開了下列的實驗。

這不是「拉午耳」的錯

本研究是利用塑膠杯子為主體,中間利用鋁箔當介面,組裝一個簡易且可靠的測定溶液蒸氣壓並探討拉午耳定律偏差的裝置。我們測量了水、乙醇、氯仿、丙酮、苯、甲苯等六種純液體的蒸氣壓,並測量了(水+乙醇)、(氯仿+丙酮)、(苯+甲苯)等兩成份系溶液的混合蒸氣壓。結果發現(水+乙醇)的混合蒸氣壓以及(氯仿+丙酮)的混合蒸氣壓都比理論值低了一些,此稱為負偏差溶液;(苯+甲苯)的混合蒸氣壓與理論值差不多,較接近理想溶液。最後,我們還測量不同溫度下的蒸氣壓,並利用clausius-clapeyron equation求出 H? ;同時透過實驗,證實了拉午耳定律。

流體交響樂

你曾聽過敲擊裝有不等量水的玻璃杯所譜出的美妙樂曲嗎?相信大家都已經知道,那是利用空氣柱高低的不同,進而發出不同音高的聲音.你是否想過:用一樣多的溶液,也能敲出不同的音高,這是不是又更加神奇了呢? 讓我們一起動手來變聲音魔術吧!!

含羞草的避震效應

本實驗分別以水滴及擺鎚敲擊含羞草的關節,試圖測量究竟多大力量才會引發含羞草的觸發運動。結果發現三級關節最敏感,一級關節較遲鈍,二級關節則無反應。當經由水滴滴在羽軸以檢測含羞草觸發運動的敏感度變化時,發現一級關節在夜間反應率比白天高很多。進一步以擺鎚直接敲擊一級關節,發現其敏感度日夜間無甚差距。此外在小葉都是閉合的情況下,敲擊羽軸以檢測一級關節的反應;結果日夜間也差距甚小。我們推測在小葉展開時,敲擊的作用使三級關節的葉枕萎縮;當作用力透過羽軸、葉柄傳遞至一級關節時,三級關節的的葉枕如同避震器一般藉由變形而削減了作用力。這個推測透過比較小葉展開與閉合時一級關節的敏感度而證實。藉著測量一級關節在小葉展開與閉合時最低作用力矩推算,每經過一對葉枕大株含羞草大約可以削減 1.8~2.2%的作用效應,小株含羞草大約可以削減 6.1~8.5%的作用效應。

過彎水噹噹-多功能單車行車燈組

本科展主要針對如何使騎單車變得更安全,以及意外發生率而作討論與研究。實體主要分成三個部份,「車頭照明警示燈」、「車尾方向閃爍燈」和手把上的「控制面板」。三部份都裝置【無線模組】,省掉在車體上雜亂的導線佈置。控制面板裝置在手把上可輕易地操作車尾方向燈和車頭照明燈,車尾燈具有【照明】、【警示】、【省電】、【白晝】四種模式以及【左右方向燈】功能,在任何模式之下都可以直接與方向燈功能立即切換,以降低轉彎意外的發生,而省電與白晝模式也同時響應了環保節能減碳概念。我們實際的裝在腳踏車上測試亮度、無線傳輸的距離、功能實用性,雖然只是個雛型,但已經具有相當完善的便利性與安全性。

神奇推銷員

(一)問題:推銷員要將每戶人家都訪問到,但為了節省時間及精力,每戶人家必不重複走到!是否每次出門訪問時,都可找到一條「推銷員路線」?對於不同點數、不同線路連節方式的圖形,要如何輕易地分辨是否有推銷員路線?(二)解決過程:以 0、1 為字元,由數個 0、1 組成字串,將圖形中每個點用字串表示,例如: 以二字元表示四個點 00、01、11、10若路線為 00 01 11 10,則可用「記憶輪」0011 表示,記憶輪中尾數後一字元「0」與首數前一字元「0」是可連接起來的,此路線即為推銷員路線。當然圖形中的點要用字串標示,需要多次嘗試!而四個點以上就必需要用三字原來表示?例如:七個點 001、011、111、110、101、010、100若路線為 001 011 111 110 101 010 100,且首尾可接的起來,則可用「記憶輪」0011101 表示,記憶輪中尾數後兩字元「00」與首數前兩字元「00」是可連接起來的,此路線即為推銷員路線。經過多次嘗試、推論並驗證後得到:圖形若有推銷員路線,其路線必可用記憶輪來表示(三)結果:1. 我們利用簡化圖形來標點,並利用記憶輪,可使得在較難看出是否有推銷員路線的圖形中,較快找到通路、來判斷其是否有通路。2.雖然過程中有一些簡單圖形很容易就可以看出是否有推銷員路線,但利用記憶輪的方式來討論,可以幫助我們在面對更複雜的圖形時,能夠將其推廣進而解決問題。3.有時找到的通路雖然無法表示成記憶輪,但它確實是條推銷員路線,亦符合當初我們的目的。對推銷員而言,如此則可判別圖形是否有推銷員路線,若有,則路線為何。

讓變頻現形吧!─四極馬達實驗看變頻意義

本實驗主要探討變頻的意義,利用廢棄風扇設計轉子和線圈互感實驗中發現轉子上渦電流存在的事實。台灣交流電的頻率為60Hz,故四極馬達極速為30rps在實驗中觀察到,本實驗觀察到轉速越大則線圈和轉子上渦電流互感值越大並導致線圈電流變小,進而降低線圈電流熱效應佔輸入電能比例。在分析轉子處消耗能量實驗中發現如果轉速越接近極速則磁力在轉子切線方向分力做功比例會減少,且大部分輸入電能轉變成渦電流熱能,線圈與轉子間的平均磁力和轉子切平面的方向夾角(θ值)會決定線圈熱效應及渦電流熱效應佔輸入電能比例,實驗中發現最佳轉速(最佳θ值)下運轉馬達會達到最佳能源效益比,實驗結果顯示本次實驗採用馬達在轉速約25(rps)時能源效益比最佳。

蚊所遁形—白殭菌對地下家蚊致病力探討

為了解蟲生真菌對地下家蚊之感染情形,我們探討的變因分別為溫度、蟲齡及白殭菌孢子懸浮液之濃度。溫度方面,根據台灣中央氣象局二00三年至二00七年五年來的平均資料,以台灣之最冷月均溫及最暖月均溫為上下限,訂出三個溫度;蟲齡方面,分別取孑孓及成蟲之二齡齡期;菌液濃度方面,分別訂取孑孓及成蟲感染之有效感染濃度。實驗分別為地下家蚊及白殭菌之生活史觀察與其在各種變因下白殭菌感染地下家蚊之情形及累積死亡率。 研究結果顯示,地下家蚊完成生活史約需18天,且在一定範圍內,溫度越低生長情形越好。由實驗得知,白殭菌在一定濃度下可對地下家蚊成蟲與幼蟲造成致病力,而於低溫下感染對成蟲與孑孓的致死率提升較多,感染效果較佳;且致死率與濃度成正相關;齡期方面,因成蟲及幼蟲生活史長短不同,將之分開探討發現在成蟲及幼蟲時期感染效果皆佳。整體而言,我們建議在冬季時用高濃度白殭菌同時感染成蟲及幼蟲,可有效防治地下家蚊。