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高中組

「焊」你在一起

從焊接練習及數位邏輯實習課程中的學習經驗,應用在專題製作的作品製作上,引發了對於焊接操作的一連串問題,更深刻感受其操作的不方便性,乃試圖尋求解決之道,企求獲得改善,使焊接操作變得更為方便。研究結果及結論為:一、針對焊接操作速度及焊點品質上,除注重焊接技巧所歸納要項外,於焊接操作時,應注意焊錫加入與其碰觸位置,以避免對焊接操作速度及焊點品質造成影響。二、焊接操作時,宜注意電烙鐵焊接工作溫度的掌控及與被焊元件碰觸時間的長短。三、研究製作之焊接輔助進錫裝置作品,確實達到輔助焊接工作順利進行,並改善焊接操作時,焊錫接觸位置不穩定的情況;操作簡單,具便利性,因具備獨創性且實現性高,已經提出發明專利申請。

「鳳」生水起──鳳梨吸水量及吸水速率的探討

鳳梨是多年生草本植物,可再細分為三個亞科,分別為地生型鳳梨(Terrestrial Bromeliads)、積水型鳳梨(Tank Bromeliads)及空氣型鳳梨(Atmospheric Bromeliads)三種鳳梨科植物,本研究主要是測定三種鳳梨根部及葉子吸水的速率和觀察根、莖、葉內部細胞吸水構造的變化,最重要的是觀察空氣型葉子下方細毛吸水的模式。在三類型鳳梨中,是各以一種鳳梨為代表:地生型鳳梨的代表為金鑚鳳梨,積水型鳳梨的代表為Neogeria屬鳳梨,空氣型鳳梨的代表為小精靈鳳梨。

我折、我折、我折折折

AIME2004 考題:一張長1024 單位、寬1 單位的細長紙條,將其分成1024 個單位正方形。將這紙條重複對摺。第一次對摺時,將這張紙的右邊邊緣疊合在左邊邊緣的上面,使其成為長512 單位、寬1 單位的紙條,厚度為最初紙條的兩倍。第二次對摺時,也將這張紙的右邊邊緣疊合在左邊邊緣的上面,使其成為長256 單位、寬1 單位的紙條,厚度為最初紙條的四倍。如此動作,再重複8 次。於完成最後的摺紙活動後,這張細長紙條已變成厚度為最初紙條1024 倍的單位正方形。試問在原來從左邊數起第942 個單位正方形的下面有多少個正方形?這種題目說實在真的很煩,但是到底怎麼算呢?本次的研究核心集中在折數、排序、紙條上的數值,以及許多迷人的結果及它們之間錯綜複雜的函數關係,並將嘗試進一步解開折數是5、6、7…等其他高次方與任意序數之數值。

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。

吸金ㄟ牛奶

牛奶與金屬離子藉由沉澱實驗,可看出全脂、脂低與混乳對於金屬離子的影響,並推測全脂牛乳對金屬沉澱效果最佳。此外牛奶的pH 值愈低時,不利於金屬離子的沉澱(如鉛離子),但對銅離子則不受影響﹔另外,在不同的溫度下加熱牛奶,牛奶被加熱的溫度愈高,對金屬的沉澱量相對減少。對於牛奶與金屬離子的沉澱反應,其原因可能為乳蛋白與金屬的配位而生成大分子沉澱,或是破壞膠体溶液的帶電性而產生沉澱,仍尚待研究。利用小白鼠進行活體實驗,餵食小白鼠硝酸鉛水溶液後再餵食牛奶,發現只餵食硝酸鉛水溶液的小白鼠體重與食量明顯與有餵食牛奶的小白鼠有差別,且發現未餵食牛奶的小白鼠有類似鉛中毒的情況,有餵食牛奶的小白鼠則否,所以可以推論牛奶對於鉛有一定的解毒效果,若能增加實驗天數,若是利用其他哺乳類動物,可能可以得到更接近預定的結果。

平面中路徑糾纏狀況之探討

一開始,我們想求出兩人走捷徑且不相交的捷徑總數,並利用終點交換的方式求出其解。之後我們想求出三人走捷徑且不相交的捷徑總數,我們採用分析的方法,將其分類並逐步討論其解答,之後利用人數格數的變化關係製造出其他的等價問題,並以矩陣的方式推出遞迴式,我們閱讀其他的科展作品後,發現我們的可以轉換成其地磚問題,並順便解決之。

密碼學在中文的推展

在現實生活中,經常有許多隱私,小從兩人之間的通訊,大到國家之間的戰爭機密,都是不能讓其他不相干的人知道的;一般資料的保密,皆是妥善保存重要資料,諸如鎖在保險箱內;即使是如此,還是有被偷的可能。因此,就需要第二道關卡:將資料保密。這時,就要藉助加密的動作了。這樣一來,即使資料被偷了,別人所得到的,也只是一堆亂碼而已。由此可見密碼學的重要。 \r 寒假中,無意接觸到「數學小魔女」這本書,於是對密碼學產生濃厚的興趣。因此決定做篇有關密碼學的專題報告。 \r 我同時對書中的文字加密運算過程(參考資料)感到很大的興趣,認為此法的難度和安全性仍可再向上提升,所以想用簡單的數學計算來讓文字保密。 \r 在許多書中,有關密碼的記載,皆是以英文加密為主。幾乎沒有以中文加密的範例或方法的記載(就目前而言,我尚未找到。)因此,想研究如何用中文來進行加密的動作,讓加密時,不必再翻成英文,進行加密。這樣一來,當對方要破解密碼時,必需先考慮到我方是用中文或英文來加密,在安全性上,自然比原先糸統高出許多。 \r

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。

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。

錐求完美

本研究主要在探討三角錐的性質。我們採用了三平角的三角錐展開圖來做以下的討論。(定義∠1+∠2+∠3=180° 1+∠2+∠3即為平角。 )∠我們首先探討三角錐之折法,並討論是否任意三角形(銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形)皆能折成三角錐。再者,我們更進一步的研究三角錐的相關性質,如:三角錐四個頂點所相鄰三個角之角度、三角錐的兩面角和三角錐的體積…等。本研究發現如下1.三角錐之折法:取三邊中點,延兩兩中點之連線對折,即可折成三角錐。2.並非任意三角形皆可折成三角錐,但任意銳角三角形皆可折成三角錐。3.此三角錐四個頂點各所相鄰三個角角度和皆180°。4.△ABC面積固定,當△ABC為正三角形時,所折成的三角錐其體積為最大。根據以上的發現,我們發現了三角錐的其它的特性。