全國中小學科展

高中組

按鍵式電話撥號裝置

隨著科學技術的進步,日常生活用具也因此改善不少,電話從古老的手搖電話至今的按鍵自動電話,其方便的程度與準確的性能不知改進了多少倍。台濟的電子工業進步神速,目前部份地區巳經開放了按鍵電話,使用起來,確實是快速又方便。因此激起我對研究按鍵電話的莫大興趣。但是目前公用電話所使用的按鍵電話之線路是屬於電信局之機密。同時也是極其複雜的線路,所以在課餘之暇,利用現在所學的邏輯電路常識作出了一個簡單而實用的按健電話線路。首先拆開了一部採用一般圓形撥號盤的電話機,發現在使用圓形撥號盤,撥出一個號碼時,撥號器就發送出一個對應於該數字的脈沖數目,譬如撥「7」 則撥號器的繼電器就通斷七次。本著這個原則,設計了這樣的電路:(圖見次頁)

紙捲壓縮形成摺痕之探討

我們已知如果將一張紙捲成捲筒狀將能承受來自紙捲兩端極大的力,有趣的是當兩端的力超過紙捲所能承受的最大限度後,它會沿著紙捲方向壓縮並在其上形成規律的菱形摺痕,使紙捲形成一種在縱向有彈性、橫向不易變形的結構,於是我們利用重物從高處落下撞擊紙捲來進行測試,發現所產生的菱形摺痕與紙捲的周長、厚度等等的相關性。

這邊高來那邊低 … 滲透壓之探討

在暑假時參加科學研習營,當中有一個有趣的雞蛋滲透壓實驗,當時引起我們濃厚的興趣,甚至互相比賽看誰的上升高度大。到高二上學期學了滲透壓這一單元,在老師的指導下,更清楚了滲透壓的理論基礎,可惜教科書上都找不到有關這方面的實驗,於是我們便興起了自己來研究的念頭。

新的星等測定法及哈雷彗星光度的探討

過去我們的老祖宗一向是忠實的天象觀測者,哈雷歷次回歸的蹤跡均被我們的老祖宗們詳實正確的記錄下來,就連現今有關彗星的研究工作,仍須用中國歷代來的資料加以驗證。由此,可證明中國古代天文學的優秀。 民國74~75年,哈雷彗星第30次回歸,在台灣掀起了一股天文熱潮,使一向冷門的天文學,似乎一下子熱絡起來了。然而在一股觀星熱潮之中,我們是否能夠為中國天文學盡一份心力呢? 由於我們本身對天文觀測頗有興趣,於是利用自己實際拍攝的照片加上國內的哈雷資料作興等測定、分析、研究來探討哈雷彗星第30次回歸的情況。

找回視樂園-眼睛的貼身保鑣

近視人口逐年攀升,為避免眼睛近視,我們製作了本作品。本作品以貼身保鑣的方式,隨時觀察使用者用眼的狀況,當偵測到使用者錯誤使用眼睛而造成視力傷害時,作品會自動以人性化的方式提供使用者正確用眼建議,讓使用者依正確用眼建議改正不良用眼習慣。根據各種醫學文獻資料顯示:一、近視形成的因素是長期眼睛疲勞,二、正確使用眼睛可減緩眼睛疲勞;因本作品可有效改正不良用眼習慣,所以本作品能有效防止近視的發生、減緩視力惡化,甚至於能改善視力。作品使用人工智慧方式會依使用者所處的場合,自動調整用眼建言,所以作品可全方位全程守衛眼睛,只要配戴本作品就有如聘請了一位全年無休的眼科醫師,隨時指導你正確的使用眼睛,遠離近視。

空氣中奈米污染物之簡易感測方法

由於奈米科技之進步發展神速,許多難以偵測的奈米污染物可能對生物體造成不可預知的負面影響,然而傳統之感測方法主要針對氣體分子,可能不適用於感測粒狀奈米污染物質。因此,本研究之主要目的是探討(也建立一套)奈米污染物簡易感測方法之可行性。利用二至三個塑膠瓶、塑膠管組裝簡易感測實驗,並且使用非常少量(約0.05 mL)之綠色溶劑(離子熔液),實驗結果顯示奈米ZnO及螢光粉塵灰 (2或奈米CuO 反而使電阻增加;但未通過過濾材料之螢光粉塵灰(

以6AF6真空管測量電子荷質比實驗之迷思

在高中物理第四冊的實驗課本中有一個以6AF6 真空管測量電子荷質比的實驗,在真空管中使電子由管中央之陰(負)極射出,在螺線管內磁場的作用下,電子以彎曲的路徑向陽(正)極運動,最後投射在塗有螢光物質的漏斗狀陽極板上。測量螢光屏上亮點軌跡之曲率半徑,進一步推算出電子之荷質比。但是陽極板上電子所打出來的曲線恰好是電子的運動軌跡嗎?若否,其投影點連線之曲率半徑又有何意義呢?基於這個疑問,想要探討以這個實驗求取電子的荷質比是否有原理上的問題。

階梯路線大問哉,「階階」輾轉舉證來

本篇研究首先針對「登n階層的樓梯,每一次跨1~m階登樓梯總方法數」深入探討,而先建構樓梯法則,則可得到生成路徑圖,如此可推得轉移矩陣與方法數矩陣,最後得出總方法數,再推廣若一次跨任意階,推得其方法數的遞迴關係式,同時再建構跨p~m階樓梯法則,必存在生成路徑圖與轉移矩陣,因而求得總方法數。另外探討指定步數總方法數,其分佈呈現斜方向巴斯卡三角形係數。接著探討費氏數列(Fn)其彼此項數間具有因倍數的關係,並探討每一次跨1~m階所成樓梯數列每一項除以一正整數k後為餘數數列,探討其循環節個數的規律,同時每一項除以k後餘數數列呈現循環數列與有序性的餘數數列。最後建構樓梯數列對應立體幾何圖形,呈現直觀看到立體樓梯作為本篇的應用範疇。

彈出吧!孢芽-蘚類孢芽生殖之探討

我們在環境較潮濕的郊外崖壁發現了具有孢芽杯的蘚類植物,激發我們深入研究蘚類孢芽生殖的機制,並根據其生長環境,我們設計了改變溼度及坡度的實驗。在溼度不同的環境下,發現潮濕組的地錢其孢芽彈出百分比以及孢芽杯的生長密度均較乾燥組高。因此當環境變的較為乾燥時,蘚類除了行孢芽生殖外,也會生長生殖托以行有性生殖。在孢芽杯內,我們發現孢芽有大小之分,經測量後證實外層孢芽平均大小較內層孢芽大,且潮濕組外層孢芽較乾燥組大。另外在改變坡度的實驗中,我們發現在坡度 75°下的孢芽杯,孢芽彈出百分比最高,因此證實了野外勘察時所測量到的 65°至 80°為最適合蘚類行孢芽生殖的坡度。

孵化條件對雉科鳥類性別的影響

現在的生物學一般認為雉科鳥類早在孵化前即決定其性別,受環境影響不大,但是在一連串的實驗中,我們發現了其實孵化條件對雉科鳥類性別是有很顯著的影響,而在眾多孵化條件中,溫度對其仔代性別影響最為顯著。