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高中組

著了蓮葉又折影

由校園水池中的蓮葉所產生的不尋常影子所啟發,促成了這次的研究與探討,我們試著以壓克力板模擬為池塘,再經過各種調整,來測量其在各種情況下會產生的變化。經過了仔細的觀察與研究,我們發現了那或許是由於蓮葉在水面上並不是完全的平面,而是有著些微的弧度,水因吸附力而被蓮葉的底面拉起,形成類似於凸透鏡的表面。而凸透鏡匯聚光的特性,會使原本該是影子的地方被照亮,而形成如花瓣一般的形狀。於是我們實際摘了一片蓮葉,一次次的調整並拍照後,再輔以電腦軟體進行測量,反覆測出了300個數據,算出其平均數後做為最後判斷的依據。根據實驗數據畫出圖表,我們發現葉影變亮寬度與水深扣掉焦距的長度成正比,這就驗證了我們的理論。並且,利用電腦計算我們設計出水透鏡的操作參數。

金門慈湖地區鸕鶿(Phalacrocoraxcarbo)移棲行為之觀察研究

2002 年10 月至2003 年4 月,我們就鸕鶿族群在金門最大的夜棲地-慈湖,調查其離巢與歸巢等移棲行為,發現該夜棲地的鸕鶿族群數最多的季節為 2 月,達 7750 隻。牠們每天早上約 10 時前離巢至沿海覓食,到傍晚約 6 時前回巢,其離巢與歸巢時間與遷移狀態有關;至於離巢與歸巢的方位,則與風向有密切關係有關係。牠們每天群出群歸,清晨以震撼之姿飛過天空,傍晚則又分隊,以不同的變換隊形歸巢,是金門鳥類重要的生態奇觀之一。

高畫素手機是否能拍攝相對高品質照片之探討

本研究旨在探討照相手機廣告中所強調:高輸入畫素值,是否就一定相對於具有更高的解像力、能辨識更多的影像細節、更能還原真實世界中的色彩等等,設計實驗並加以分析。研究過程中並不考慮其他特殊錄音、錄影等特殊功能。結果發現,高畫素的照相手機在實際輸出時雖能得到的較大的影像面積,但在影像細節的表現上並非具有相對的高品質。在一百萬畫素的規格差距中,規格較低者有比較高規格者具有更好的測試結果出現,而在二百萬畫素的規格差距中(如 100 萬到 300 萬等級),高畫素可近乎於高品質(並非絕對)。整體而言,高畫素手機比低畫素手機有較佳的辨識能力、影像層次的捕捉能力、以及能呈現較佳的原始色彩。

就塑要你硬-PC板增硬膜之研究

相較於玻璃,3C產品的保護蓋板以 PC (聚碳酸酯)為材料時,能更加安全、降低重量、更容易加工,但 PC 板的鉛筆硬度小於 9B ,非常容易刮傷,因此我們透過溶膠-凝膠法的反應條件研究,調整前驅物矽烷氧化物(silicone alkoxides)的結構與比例,在不同反應條件( pH 值的調控以及水與乙醇溶劑的使用量)中進行反應,並加入合適的熱起始劑與偶聯劑後,置入烘箱固化成型。最後以自製的鉛筆硬度機測量其塗料硬度,製備出能將 PC 板硬度提升至 H 等級且密著度為 5B 的透明增硬膜。

微型壓電陶瓷散熱模組設計與應用之探討

本研究創新設計微型壓電葉扇散熱模組,並系統化以實物量測及模擬分析探討壓電葉扇物性及優化結構設計,達積體電路元件散熱應用。首先改進研究文獻中既有單葉壓電薄片振動散熱,設計雙片型壓電葉扇,以張合振動形成小型噴流式散熱。繼而設計壓電葉扇結合特殊導引散熱夾層,以金屬片傳導元件熱能至夾層空間,配合壓電葉扇驅動氣流致冷,達散熱效能。 實驗測試結果,與相同散熱能力軸流風扇比較,雙片型壓電葉扇耗電功率減低為2.3%,散熱空間減小為30%;優化微型壓電散熱模組,耗電功率減低為4.5%,散熱空間減小為13%,並較既有單葉壓電風扇散熱能力提升至311%,且具有在小空間導引熱氣散逸能力,可作為3C器件散熱之應用。

植物源碳管電解電容器

本實驗透過植物的莖在鹼性環境,高溫?燒出各種碳材,經由BET測量微孔表面積、?燒後碳材經SEM測量表面性狀、碳材密度測量、碳材吸水量及以自製電解質擴散裝置測量電解質擴散快慢,對照高微孔表面積的活性碳所組成電解電容器,發現一年生的地瓜、藺草及甘蔗的碳材,所製的電容器其電容量較高,其中甘蔗甚至是活性碳的22.7倍,證明電解電容器添加的植物碳材,其電容的大小主要由碳材密度、表面性狀、碳材吸水量及電解質在其中擴散的速率來決定,碳材吸水量大及擴散慢具有較佳的電容,而不是由微孔表面積的大小所決定。因此,要製作優良的植物碳管電容器,只需在一年生植物中尋找,因為其維管束較少填充木質素,管徑較大,蓬鬆及碳材吸水量大,再配合電解質的擴散測量即可得到適合的物種。

自組裝「聰明窗戶」製作之研究

導電高分子可用於製作的「聰明玻璃」,即是電致變色的應用,電致變色玻璃屬於建材領域,一般採用電化學法處理,但此方法無法處理大面積?因此我們思考─可否利用奈米科技中的「自組裝」特性,將電致變色物質附著在 ITO導電玻璃上。如果能停留在表面,因為奈米晶體的體積很小,所則會因表面積效應使得的總面積相對大很多,故由此概念展開本主題之研究。研究過程是先進行文獻探討,再研究利用浸泡自組裝方式生成導電高分子薄膜,其中還須研究找尋另一適當的導電高分子與中間的電解質,完善後須組裝並測試顏色對比,最後針對最大對比色之模組進行耐久穩定性測試。研究發現利用聚苯胺為自組裝的單體原料,在溫度 4 度時兩天是最佳化,且由 SEM 得知高分子之寬度約 500nm。另一片 ITO 玻璃的導電高分子用已商業化、化性穩定的產品─PEDOT-PSS、電解質採用 LiClO4 皆能在測試時有良好的成果出現。組裝後的元件經由循環電壓將近 300 次測試發現,穩定性甚高、顏色對比只降低 4%。本研究成果之元件變色為深藍色與墨綠色,顏色並不豐富,如能改變不同高分子,找尋其他分子材料讓顏色更豐富,再者能採用可撓性的素材,其運用範圍應該會更廣。

蛋膜通透銅錯離子

本研究主要是探討錯離子是否可以通過蛋膜及其相關的問題。我們經由蒐集現有資料後做出比較有可能的假設再進行實驗,證明不只有離子可以通過,錯離子也是可以通過蛋膜的。並藉由在課堂上學習到有關滲透和擴散的知識,加上紫外光光譜和導電度計的運用,加以得知通透速率,並進一步做更深入之研究。

分派問題

1. 若有a 個城市、b 間公司,每個城市至少有n 間公司,則每個城市的公\r 司數要如何分配才能使線路有最少條數。\r 2. 令有些城市有限定的公司數m,分配方式又將如何改變。\r 3. 兩城市之公司排成兩平行直線,從任一公司出發,恆可到達另一城市之\r 任意公司,欲找出最少之連線數及交點數的方法。\r 4. 在兩城市各有固定公司數量,在最少線路及交點數的情況下,求得一畫\r 法,使得從一公司到任一公司有最少或最多的轉接次數。\r 5. 如果公司數沒有「最多轉接次數等於交點數」的情形,我們試著找出最\r 多的轉接次數。\r 6. 探討兩個城市間的線路畫法中,哪一種畫法能使線路總長度有最小值。

DeadLock

研究立體密碼鎖的解及解與解之間的關係,利用立體幾何圖形探討。