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高中組

以自製工具觀測水溶液結冰的濃度變化

本研究的工具是光敏電阻、數位電表及電源供應器以及一個暗箱所組成的「自製濃度觀測工具」。利用珍珠奶茶的大吸管內裝有色離子溶液,放置於冰櫃中冷凍。冷凍完成後取出,以線鋸鋸開吸管當中的冰塊(每 5 公分一段),待其熔化成水溶液,以自製工具觀測其濃度。操縱變因是吸管水平或垂直擺放、全部同時冷凍或分段冷凍、冷卻速率、溶液的濃度、冷凍的溫差、以及吸管的長度。結果可以清楚得知最初結成的冰濃度幾乎為零。冷卻速率愈慢,對低濃度的溶液驅趕離子效應愈明顯。吸管愈長,末端離子濃度幾乎不變。改變冷卻的溫差更能夠將溶質粒子推擠到吸管的末端。垂直擺放下方較濃,並證實水結冰的推力非常的小,並不足以改變地心引力所產生的濃度梯度。

葉!你是誰?

在我們週遭環境中常可見到許多種類的植物,然而可以叫出名字的卻少之又少,或許我們可以查閱植物百科之類的書籍,但是這類書籍通常多不在手邊,就算有了植物百科,也不易翻到顯示該種植物的正確章節。假如我們可以將想要認識的植物葉片影像取得後,透過網路將該影像傳送至植物葉片資料庫查詢,經過分析辨識,資料庫再將結果傳送回來,這樣不是比查閱植物百科方便多了嗎?本研究提出一種利用輸入葉片影像來進行植物資料庫辨識查詢的方法,藉著最佳權重組合的特徵值及兩階段處理的策略來調校系統,以達到較佳的整體辨識效能,從實驗測試的結果得知,我們的策略與方法確實有效,有82%的查詢葉片可以被精確的辨識出來,每次查詢的平均反應時間為17.22 秒。

磁動力藥物應用於抗發炎治療之效益探討

橙皮苷元是天然的黃酮類化合物,具有抗發炎等多種功用。但直接使用無法確定其達到病灶位置,也無法預期藥物到病灶位置的濃度,因此本研究設計一複合磁性奈米粒子作為藥物導引材料,期能透過磁場導引到病灶位置,以達到抗發炎功用並減低其對其他非病灶位置的傷害。為使四氧化三鐵粒子接枝藥物橙皮苷元,及具備高生物相容性,利用葡萄聚醣(Dextran)和-COOH官能基做表面之修飾,再以細胞實驗檢測其生物相容性及其藥性。檢測結果證實此材料能保有磁性、藥性,以及生物相容性,並進行體外吸附模擬實驗,了解粒子在血管中吸附之情形。未來將進行發炎途徑探討,深入了解抗發炎之病程,期望能進一步使用此磁性奈米粒子治療如動脈粥狀硬化等相關發炎之疾病。

高速鐵路轉向架動態分析

本研究的目的是要分析高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態,並描述當時的運動狀態和發現有益與有意義的結果。分析後的結果發現,高速鐵路在經過不穩定地區時的運動狀態是屬於非線性的情況,因此,嘗試以非線性振動理論來描述當時的運動狀態。初步結果顯示,以KBM非線性振動理論來描述當時的運動狀態,可發現共振對列車行駛安全性有影響。

點分天下

簡單的說,我們是要在三角形、四邊形或凸多邊形的內部找一點P,使得P 連接到各邊上給定的點後,即可等分面積。概念如下圖: 不過由於多邊形難度較高,因此我們從三角形或四邊形開始。而邊上找的點則先由中點開始。

任意三角形最小內接正三角形之尺規作圖

在本研究中,我們發現可以利用簡易的尺規作圖做出任意三小形中最小內接正三角形,我們欲利用了一些較簡單的性質以求證,但結果不如我們預期的順利,最後我們引用了之前參閱第四十屆作品結果,以補足我們的証明。主要架構是層層推進,先證明做出來的會是正三角形,在慢慢推論,進而得到最後的結果。

太陽能無冷煤冷氣模型車

汽車是工業時代中製造大量汙染物的產品,環境污染其中之一含冷氣系統部份,所以此專題為改善冷氣對環境的破壞。汽車排放汙染物多寡決定於引擎負載,引擎負載越大,污染物排放越多,而車用冷氣是消耗最多負載的附件,而致冷晶片只須消耗電能,使引擎負載降低,使引擎排放的汙染物大幅度降低。 實驗過程,運用三用電錶測發電機的電壓值;勾錶測發電機的電流值;廢氣分析儀測車輛排放的CO、HC值;固定汽油量在引擎怠速運轉下測出燃油消耗率,判斷出自製的冷氣系統既環保又節省資源。 汽車科課程有鈑噴課程,藉本專題加上汽車外型製作,讓同學知道利用玻璃纖維也可以製作出跟鈑金一樣強且輕的的外殼,再噴漆。

「你有吸引力嗎?」

本研究旨在探討磁場對電鍍量的影響。實驗改變磁鐵形式、排列方式與方向、磁場距離、電解液離子價數等變因進行探討。結果發現馬蹄形磁鐵產生之磁場易干擾離子而使電鍍量減少;棒狀磁鐵依排列方式與方向不同而對電鍍結果產生不同影響。進行研究,宜用棒狀磁鐵。改變磁鐵位置及方向研究顯示電鍍結果受磁鐵位置及方向影響,磁場產生作用力與離子移動方向相反時,離子受干擾以致於電鍍量減少;反之,若方向相同時,則有利於電鍍生成。多數外加磁場無論方向為何,電流量多會增加。若磁場排列與方向會減少電鍍量者,磁場距離變近,將使電鍍量與電流量增加,反之則然。而陰陽離子之電荷乘積越大者,離子間靜電吸引力越強,電鍍量與電流量較小。然本研究發現:部分排列方式與方向變因其實驗結果之電流量與電鍍量關係相反,依本實驗設計無法探究原因,須再進一步深入探究。

聽流星在說話

流星真的會說話嗎?當然不會!但是我們卻可以收到「來自流星的聲音」,流星墜入大氣層燃燒時的高溫,可使電離層局部電離濃度升高,高度電離化的空氣將會反射地球遠方平時收不到的電台訊號,藉由偵測這些訊號可用來觀測流星。我們將要製作一電波流星觀測站,並進行實際的觀測。電波觀測不受天氣影響,即使白天也可以觀測。配合現代電腦強大的運算能力,可以解析出更多的微訊號,並精確的紀錄、統計,透過網際網路還可以即時與全球分享。優點甚多!台灣缺少這方面的觀測研究,希望本作品能引起後人的興趣,做進一步的研究。

金沙高陽路地區水獺的活動地點與行為調查

自 92 年 1 月 21 日至 3 月 9 日期間,在金門島金沙鎮高陽路地區及光前溪間八個連貫的七個池塘,進行水獺活動地點與行為調查,根據發現的糞便、毛、食餘、腳印等結果顯示金沙高陽路沿線之水池仍有水獺族群之活動,並且根據水獺在每個水池出現的時間及頻率發現水獺在人為干擾較少的地方,活動較頻繁。