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高中組

「漩」機重重

流體旋轉時,外圍及底部流體,因槽壁及槽底摩擦力的影響,流速較慢,相對的壓力也較大,導致外圍的水流會轉入中心,發現本實驗的渦流為強迫與自由漩渦組成。實驗中,探討 f(轉動器的頻率)、H(總水深)、y(?入深度)、R(轉盤半徑)四者與角形數間的關係。若 y、R 愈大、H 越小,隨著 f 的增大,可觀察到的形狀邊數越多;反之,若 y、R 愈小、H 越大,則 f 愈高,所形成的圖形半徑愈大,易超過轉盤,不易觀察。依白努力定律,外層水流的流速較慢,而內層水流的流速較快,故外層壓力大而內層壓力小,水會由外往內流,而此渦動流於轉動液面產生的剪力,可能為產生 N 邊形漩渦的主要原因之一。流體旋轉系統中,因轉動而產生流體離心力與內外層壓力差交互作用下,於某特定相關的因素條件下,形成特定角形數漩渦,是本實驗的重要發現。

費玻納西數列末k位均為{ 0 }的項是第幾項?(k為正整數)

在老師教完數列這一章後,也順便把Fibonacci數列及Lucas數列介紹始我們,而引發了好奇心與興趣去探索它。我們首先發現Fibonacci數列的第十五項末位有一個“0”,那兩個“0”呢?或許我們將表列得多一點,可找出末兩位為“0”的項,但三個、四個、…… “0”呢?若有,又是第幾項呢?這些都是值得我們去探討的問題,因此展開了底下的研究!

趨光性的色光差異及遺傳關係

這項研究,主要是在探討果蠅的趨光性的色光差異和遺傳的關係。很多種昆蟲都具備趨光性,我們之所以以果蠅作實驗,主要是因為其生活週期短,大約兩週,且易於培養。實驗內容是以「迷宮器材」來鑑別果蠅對某一特殊色光的偏好,將該群果蠅分離出來培養,令其繁衍後代,觀察其後代對此一色光偏好的比率,我們所用的果蠅大致上對綠色光較敏感,而其子代的敏感度較親代高。因此,我們推論趨光性會遺傳,且受光影響,但並非全由光影響,故這可能是實驗中的誤差成因。雖然此實驗是以果蠅為對象,但亦可假設其它具趨光性的昆蟲,也可能是因遺傳而導致其子代有趨光性,而我們可利用其趨光的一些特性,減少農作物因害蟲類的果蠅而損失,並且希望可以得知,在人造光源還未出現在世上時,夜行性昆蟲是否有差異。

豈能食無肉-肉類含硝量之測試與探討

宜蘭是臘味食品的名產地,而臘味食品,卻是添加物的最佳去處。因為此類添加措施常未顯及人類的健康,甚至會對人體造成重大危害,所以每逢年關將近,報紙便時時提醒人們注意選購合乎安全標準的食品,近來「硝」被認為是可怕的致癌物,囚為它會導致亞硝胺等前驅致癌物的發生,而它卻被廣用於各類醃漬食品中。因此,我們想就食品中所含的硝類添加物,做一淺近的測試與探討。

鎂表面鈦化合物薄膜研究

鎂合金的用途廣泛,但表面容易被腐蝕。因此,近年來有研究利用鎂表面氧化還原生成薄膜隔絕腐蝕環境的腐蝕,本研究即是利用鈦離子進行表面處理。實驗一,因為鈦離子在較高pH值下容易氧化,因此本研究即使用錯合劑去增大鈦離子穩定的pH值區間,結果酒石酸薄膜為黃色,其餘皆為白色而又以草酸及檸檬酸兩種化成之薄膜最特殊。實驗二,本實驗針對鎂片放入角度(包括鎂片面、邊與水面夾角)做了改變,希望能找出控制其紋路之變因。結果顯示檸檬酸對鎂是侵蝕的溶液。而影響的因素推測是氫氣泡會造成局部對流進而使局部腐蝕加速,形成紋路。實驗三,本實驗改變pH值、溫度,找出草酸薄膜的最佳生成條件,結果顯示pH=3,攝氏15度的薄膜抗腐蝕度最佳、而同酸鹼度的25度有鈍化現象產生。

星球質量年齡與光譜關係之探討

在無垠蒼穹中發亮的星星,有如一顆顆晶瑩的寶石,鑲嵌在深黝的夜空中,自古以來便為人們所感興趣。從小,我們亦對那些閃閃發光的星星充滿了好奇心,常常想到探索其中的奧秘,到了高中一年時,「基礎地球科學」教科書中曾經提到「質量愈大的星球,為了抵抗較大的重力,故熱壓力較大,溫度較高。」;而我們也在國外的雜誌及國內若干書籍中看到「星球年齡愈輕,溫度愈高;年齡愈老,溫度愈低」的記載。因此,引發我們想要進一步探討星球質量、年齡和光譜間相互關係的興趣。

水柱會打結

在池塘邊的水中,時常掀起一陣陣的漣漪;而我們在洗碗時,水柱撞擊碗盤上,水柱上竟也起了層層的波紋,它們一樣的嗎?我們利用 V8 結合影像擷取卡,代替相機取得數據,以 Excel 製圖協助數據分析,探討水柱節產生的條件、形狀及對其影響之變因。當光滑的水柱以慢的速度撞擊任何接觸面時,水柱就會產生節,節愈接近下方者,愈接近球形或橢球形,上方者並不是上下對稱的。節產生的起源可能是駐波嗎?假如是駐波,除了節點外所有的介質都會振動,在水柱形成的節上面根本看不出振動的現象。應是來自於水柱下方與物體碰撞而引起的,沒有碰撞,水柱上就沒有節。碰撞會引起水流動速率減緩,同量的水一樣要流下,只得往外擴散,使水柱變粗,而水速減緩,水往下的流速減緩,水柱側方的壓力會增加(白努力定律),增加到水柱形成突出的表面,表面的表面張力與增加的水壓恰達成平衡,而引起此週而復始的現象。本實驗涉及高二物理的流體力學(表面張力、白努力定律)、功與能,在少數書籍也有說明節產生的原因,但全認定為駐波,此說法實有爭議!

四平八穩-建築物的流體力學效應

此實驗是將模型置於風洞中,藉由風洞模擬真實流場,及利用皮托管壓力計測量壓力值,並用風洞的煙線產生器觀察流線的變化。實驗中調整風洞風速為1.0m/s、3.2m/s、5.3m/s、 7.4m/s,以風速算出雷諾數值,以找出應有的流場分布,與測得的壓力分布圖加以比較;並利用白蠟油產生煙線將風洞內的真實流場具體化。 實驗中所有情況的雷諾數皆介於103~2×105,依照資料,此時空氣會有剝離現象(分離點),且分離點會向風的來向移動,從實驗數據中皆可看到,在數據中的最低壓便是分離點。所有模型因橫切面皆為對稱形(正方形),所以壓力分布會對稱。 拍攝煙線結果發現,金字塔、正立方體及長方體在背風面皆有渦流產生(當高度越大時渦流越大),但是僅有正立方體與長方體的正面下方有渦流。因為長方體的背風面渦流較大,依此結果可暫時推測長方體的背風面最不穩定。

死亡陷阱?流沙

科幻小說與電影往往將流沙形容成妖怪,且一般人由於對它無所認識,於是有了死亡陷阱之印象。流沙為自然現象之一,究意它是如何構成,為何如此偽人所懼,我們的研究動機由此而來[1]。

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。