全國中小學科展

高中組

開洞駐波的探討

關於管子鑽洞,目前的理論是:鑽洞後即可將洞的位置視為波腹。但是經過我們的實驗,我們認為這樣的理論有點並不正確。我們發現駐波共鳴點位置的變化量跟洞的位置、洞的大小、洞與管口的面積比值皆有關連,且已加深探討了開啟複數個洞、使用不同頻率時的情形。

瓶中「迅」—探討於洗滌瓶中過氧化氫反應速率定律式的影響

一、 使用簡易的儀器-「天鵝型」的洗滌瓶,加上以針筒與針頭的進料裝置,輔以電子天秤測量排水質量,可以測量出較有效的反應速率值。讓一般高中學校的化學實驗室也能方便、減量(減少為1/50~1/10)、便宜、快速與準確的完成反應速率的實驗,並且不使用有毒性的水銀來量測氣體體積與壓力,達成綠色化學實驗室的境界,改善實驗室的安全環境。二、 本實驗量測到反應速率與濃度的關係: (一)有 R∝ [H2O2]1 、 R∝ [H2O2]1 × [Fe(NH4)2(SO4)2]1 、 R∝ [H2O2]1 × [KI]1 與各項參考文獻資料是相同的。 (二)二氧化錳加入的質量與反應速率有正向關係。 (三)碘化鉀水溶液是進行雙氧水測反應速率的較佳觸媒催化劑。

小狗移動的 3D 模擬及分析

在日常生活中,常常看到許多四足動物移動的方式大致上相似。然而我們懷疑這種移動方式是否對平衡有利,且節約能量,於是想利用電腦 3D 繪圖的技術來分析證明之。

瓦斯行老闆不是我?是它.腸內菌之產氣量與食物關係之探討

從小到大似乎常聽到大人們“告誡”我們“吃蕃薯會放屁”!又在童話故事中,看到那位皇后因為不小心在國宴時放了一個屁而被趕出皇宮的悲慘遭遇,又使我小小心靈曾經耿耿於懷!這引發了我對其造成原因的研究興趣,那真的是她自己的錯嗎? \r \r 經過多方蒐集資料的結果,吾人發現,其實這大都是因為生長在人體腸內的腸內菌所造成的。這些腸內菌叢中,有部分是具有產氣功能的菌種,例如:腸產氣桿菌(Enterobacter)、E-coli及PV(普通變形桿菌)、Citrobacter、Klebsiella、Serratia等,由於我們的食物中,有部分可使得這些菌種在其利用這些成分後產生氣體,而氣體在聚集一定的量以後便會從腸道排出,也就是所謂的『放屁』! \r

利用電化學探討土壤奈米粒子對重金屬的吸附

由於工商科技的發展帶給環境負面的影響日漸嚴重,其中尤以重金屬對台灣環境的影響較為顯著,故探討能移除排放廢水中的重金屬之有效天然資材有其重要性。以台灣天然存在之大地資源土壤中的奈米粒子來進行對汞、鎘的吸附,試驗結果得知,台灣三種代表性土類土壤中的奈米粒子確實能有效地吸附汞離子和鎘離子,且其中以對汞的吸附要大於對鎘的吸附。屬於砂頁岩沖積土的奈米粒子對汞、鎘的吸附最大,其次是黏板岩沖積土的奈米粒子,而最小的則是屬於台灣紅壤的奈米粒子。以上結果經由電化學方波伏安法的測定、電導度計法的測定與發芽率試驗結果都有相同的趨勢,顯示土壤奈米粒子可用來當作移除汞、鎘等重金屬的天然資材。

金烏玉兔相伴天

日月共存於地平面上的時數受到日出日沒及月出月沒變化影響,日月共存時數達最長集中於初一、初廿九、初三十,之後則共存時數趨短;日月共存時數達最短則集中於初十五、初十六、初十七,之後則共存時數趨長。緯度高低除影響日照時數外,「最長日月共存時數」亦隨緯度變化,緯度愈高則「日照時數」愈長,亦日月共存時間愈長;反之,緯度愈低則最長日月共存時數愈短。「最長日月共存時數」最長可接近或等於當日「日照時數」,故以該地回歸年內日照時數變化與朔望月月相變化即可初步判斷該日「日月共存」的時數;但高緯度地區在朔日前後的日月共存時數則介於該地回歸年內最長日照時數與最短日照時數之間變動。

都市鬧區交通管制系統改善實例

(1) 都市鬧區交通擁塞的主因在於各路口之交通燈不能相配合,而造成不流暢現象,終惡性循環之後,軍輛愈多愈擁擠情況愈嚴重,以致執法的交通警察,都無可奈何,影響所及造成大家浪費時間,油量及空氣污染,此實為一嚴重之社會問題。(2) 台北市中山北路、林森北路之區域為最嚴重,以致許多司機在一上下班時間不敢載客前往此一區域,因為一陷入該地區,常 30~ 60 分鐘,才能「逃出」,情況之嚴重,由此可見,我們曾一利用畢業旅行期間訪問台北幾使司機的意見,他們一致認為,造成擁塞最火的原因,在於交通號認不能相互配合!(3) 經我們深入研究後,發現造成擁塞的幾點原因為:(一)路口與路口的交通管制號誌無法做有系統之控制。(二)管制號誌在尖蜂時間,無法做靈活的調變。(三)當有警察做交通指揮後,交通將益形擁擠,其主要是縱衡交通流量轉換太慢,而造成不流暢。

停車場導引系統

本研究係針對一般大型停車設施進行改良,利用可程式控制器(PLC)設計程式,使停車場具有引導車輛找到停車空位之功能。設計重點在於改善一般大型停車場內部無法清楚明白指示現有停車空格位置,本作品係在停車場路口設置人機介面( VB), 讓停車者可事先瀏覽有空位的停車格, 在經由地面上或牆面上的LED 指示燈引導車輛快速找到可停車的空位。這樣的作法對於找尋停車位是否能有效縮短時間? 一般民眾對本系統在使用上的方便性為何? 滿意度為何? 亦是本研究所要探討的。 本研究藉由硬體的建置、軟體的設計到實際的問卷調查,證實了這套停車引導系統確實能改善大型停車場內部的停車不便狀況。 本系統主要功用如下: 一、車輛進入停車場時,入口處設有人機介面, 方便讓停車者知道哪裡有空缺的停車格,且裝置在天花板或地板之引導燈隨 二、停車場內部分化A、B、C、D四個停車區域,當A、B、C、D都有停車位時,引導燈全數亮起,假若停車者選擇B區,車輛在經過A區所設置在道路上的感測儀器( 如超音波、紅外線等等)時,則A、C、D區的引導燈會自動熄滅, 在車輛確定停入B區停車格時,B區的引導燈也自動熄滅,藉此達到節省能源之功效。同時,入口設置的人機介面所顯示的停車格顯示此車位已有停車。下一部車輛進入時,系統指示燈再次亮起,以引導後方來車。 三、停車場出入口設置感測器, 用以計數目前所剩餘空位數,作為一旦無空位時禁止後方來車繼續進入。

有理矩陣週期性的探討

用矩陣的特殊性質,如特徵根、行列式值,來解出有關矩陣週期的問題。

連續正整數的鈍角三角形劃分

對於集合 S={k,k+1,…,k+3n-1},考慮其所有三元子集的劃分,我們研究在其中所有子集皆含有的一致性:鈍角三角形。文中給出了對於初始值 k 尋找 n 的方法,並證明其存在性。對於所有 k 我們都能給出 n 的下界,並且發現這下界其實是相當緊的,如果能給出遞增性並且將極小值都構造出來,我們即可將所有 n 最小值之上下界差皆壓至1。在文末我們期望能夠從解析方面來對這問題進行更深的剖析,所以對於一類鈍角三角的的劃分方式給出了其必要條件的限制,並且同時作出關於全體鈍角三角形的等價類分組方式。