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高中組

簡易版4D浮空投影

浮空投影是將想要投影的物體的影像藉由裝置反射到人的眼睛,四面的透明板可把物體完整的投射出來,產生像是憑空出現的影像,亦真亦假,如同沙漠中的海市蜃樓一般。 這種顯示方式的獨特之處,在於能跳脫一般螢幕的框架限制,是一種需要高度特殊技術與高規格投影相關設備的影像呈現方式。浮空投影獨一無二的無框感以及在觀看時的投入感,將能在觀眾面前呈現令人驚嘆不已的最佳效果。但是市售的浮空投影裝置大部分為3D裝置,而4D的浮空投影價錢驚人,且影像需經過後製才能呈現,無法達到即時播放的目的。 本實驗的研究目的希望利用簡單的家用電腦及網路攝影機將浮空投影裝置的製作過程簡化,以及材料來源的難度降低,將整個裝置的價格降低。

不同濃度層離子躍遷行為之研究

將不同濃度的氯化鈉溶液分別放在上下層,因濃度差發生擴散現象。正、負離子帶著相反的電荷,以不同的離子遷移速度進行同方向擴散,會形成正負離子電荷分布不均現象,引起各溶液界面薄層中出現電雙層,產生類似電化學氯化鈉電容。正負離子在溶液中遷移速度是不同的,Na+和 Cl-離子兩者電量相等,但是Na+離子半徑較小,在水溶液中Na+電荷密度大,離子水合半徑大,在水中移動的阻力愈大,所以Na+離子遷移速率比Cl-離子小。設計特殊八通道電極,在不同濃度氯化鈉水溶液擴散層,沿垂直方位擺置八個電極,連續偵測離子擴散電荷產生的電位差,由垂直方位電位值的變化趨勢,探討Na+和 Cl-離子擴散的運動模式,由實驗數據可觀測到微觀離子相對運動情形。

有「氧」生活

每逢冬天寒流來襲、氣溫大幅下降之際,一氧化碳中毒事件總是在新聞媒體上頻傳。雖然目前市面上已經有許多的一氧化碳警報器,但一氧化碳中毒事件在新聞報紙上的篇幅卻不曾遞減,所以我們想要設計出一套擁有新功能的一氧化碳偵測器,來杜絕此類的悲劇。本系統是由一氧化碳感測器與微電腦控制電路,統稱中控電路,加上通風系統以及警報與操控電路結合而成,將一氧化碳偵測器感測的結果傳至中控電路,若一氧化碳濃度過高時中控電路接收到訊號後,就會自動開啟通風設備,利用窗戶的開啟加上排風機快速排除屋內的一氧化碳,大幅減少一氧化碳滯留於屋內的時間,排除人們因為吸入過多一氧化碳而中毒死亡的機會。 因本系統的防護機構是全自動作用,所以能排除各種不預期人為失誤而造成系統失效,做到全方位保護的作用。根據實驗本系統能在半分鐘內排除一氧化碳,效果良好,確實能避免一氧化碳中毒,固本系統能全面杜絕所有一氧化碳中毒事件。

小單帶蛺蝶的生存策略探討

去年和弟弟進行科展研究時,在小坪頂的小溪邊發現一隻正反面斑紋不一樣的蝴蝶掉落水中掙扎,將之救起拍照後放生。照片沖洗後比對圖鑑為小單帶蛺蝶之雄蝶,並由圖鑑上發現不但雄蝶翅膀背腹面圖案不同,連雌雄蝶之間的圖案也不同,這種差異到底在其生存適應上有何意義引起我們極大好奇。但收集相關資料後只有生活史中的形態和採集記錄,其他相關資料均極缺乏, 因此乃動手進行在台北盆地的分布調查及飼養觀察以了解其生活史。從初步飼養成果中,發現小單帶蛺蝶生活史中幼蟲在顏色及形態上都呈現豐富的變化,同時體表也布滿駭人的刺突,並且具有很多和一般蝴蝶不同的行為。例如多數蝴蝶產卵在植物的嫩芽或幼葉.上,以方便孵化的初齡幼蟲能哨食到而小單帶蛺蝶卻產卵在發育完全的老葉片上;多數蝴蝶幼蟲都將排泄的糞便撇棄,而小單帶蛺蝶幼蟲卻將糞便如珍寶般保存並善加利用。這些飼養過程所發現的奇特現象,在野外生存適應上的意義為何是我們要探討的重點,因此乃以飼養資料為基礎,選擇台北市立動物園蝴蝶公園為樣區,進行野外觀察建立基本資料,並探討這些特殊習性在生存適應上的意義。

阿波羅圓漣漪

在平面上,有A、B兩點及一直線L,欲在直線L上找一點P,使得 的比值最大或最小,亦即將視為一單位,若為的λ倍,那麼x的最大或最小值為何?動點P除了在平面的直線上變動外,也可能在圓、橢圓、拋物線、其他封閉圖形如圓的部份圖形或封閉區域如三角形區域內變動,甚至在空間中的直線、圓、平面、球面、或封閉區域如四面體的表面上變動,我們都努力地試著尋求的最小或最大值。

洋紫荊種子之著生位置與種子之發育相關研究

我們實驗的靈感是來自洋紫荊的豆莢,藉著已學過的種子萌發與幼苗生長的資訊,我們想要來探究在固定環境下種子在豆莢內分布對種子萌發的影響,有可能就好比輸水的配給方式,水分或養分的吸收而有所不同;我們先設計實驗,測出對於種子萌發最好的環境,再分別種植大量的種子,紀錄並比較前、中、後不同分布位置種子的萌發情形;因為在類似水廠配給下,就推測在較接近豆莢蒂頭部份的種子會較容易萌發。

銅幣的綠衣

金屬乃是人類賴以生存的重要資源之一,尤其在工業發達的近代,金屬資源開發速率遠超過金屬礦物生長的速率,因此研究金屬腐蝕以期能減少腐蝕所造成的重大損失,也算是資源保育的工作了。於是我們便從日常生活中最常見的錢幣上的綠銹著手,究竟它是什麼?

神祕的大鋼球

當人們把建築物加高時,漸漸了解只靠強化房屋的結構並不足以抵抗強風的破壞。此時,阻尼器就誕生了,阻尼器能夠有效減緩房屋的搖晃幅度,可以避免強烈搖晃使房屋結構遭受破壞。我們的研究主要是探討阻尼器對大樓晃動降低的成效,並改變各種變因來得到阻尼器最有效的形式。常用的阻尼器分為三大類,分別為被動是阻尼器、自動式阻尼器及半自動式阻尼器。在我們實驗中即利用被動式阻尼器及半自動組尼器兩種來做模擬,並以自製模型大樓做測試。實驗結果發現阻尼器的確可以有效降低大樓晃動情形,且因阻尼器形式不同,而有不同程度的減震效果。半動式阻尼器比被自動式阻尼器中的風阻尼器與液態阻尼器瞬間降低大樓晃動效果來的好。而在半自動組尼器實驗設計方式與正式規格不同,而造成大樓晃動時間稍微延長。

多功能游標卡尺

上機工實驗課,在錐度檢驗與測量時,感到現有量具不能滿足工作上之需求。(一)錐度乃機械加工中常見之機件,而其測量方式卻頗為繁複,測量時無法即時明確表示誤差,平板上測量之精度並不高(如圖一),且費時不經濟。(二)螺紋亦為工業上常用之機件,但對其節徑的測量頗為不便且有誤差,使用三線法測量時,需相當經驗或有人協助才得完成測量,若使用三線組合規(如圖二)因價格昂貴,而顯得不經濟。鑒於目前各種測量方法之不便,促使作者對錐度等測量方法作深入的研究,期能發展出迅速、簡便的測量工具,俾利於機械工業的發展與提升檢驗品質之水準。

奈米二氧化錫氣體感測器

由文獻記載得知,奈米半導體材料在遭受環境刺激時,例如氣體或溫度的改變,會產生導電能力的變化,而且若在極性的奈米材料中添加其他非極性材質,其變化或許會更顯著,因此我們認為,奈米材料可以擔任氣體感測器的關鍵素材。爾後從超微導體材料的書籍與老師的資料分享得知,二氧化錫(SnO2)奈米材料很適合擔任氣體感測器,於是我們將SnO2奈米材料與其他有機膠體,如:幾丁質,混合,之後燒結在玻璃基板上,組裝入針筒,製成氣體感測器,並進行通過氣體對電阻乃至電壓改變的測試。經過實驗,發現感測器對電阻改變的確有明顯的響應,再經圖表的比對分析後,大致可指出反應性好的感測器之樣貌。但實驗仍有力求完善與精確的空間,以避免誤差對結果的影響。接下來也繼續進行新層面的開發,期待更完善的研究結果。