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高中組

海洋中漂渺不定的旅行者-漂沙

海岸周遭的變化隨著日月星辰的徒行而改變著,海灘上的波浪與沙子也隨之受到改變,在不同的速率侵蝕堆積下,產生了不少的新生地,同時也可能造就新的海岸風貌、無論是人為或是自然而生成,都對人類的活動產生些不同的影響。本實驗使用了大型的玻璃水槽,在其中放置沙子,改變其擺設角度,或是進一步的控制其中之水量,使用自製貣波器,讓沙子在水中模擬海岸的變化,觀察其中漂沙的演變以及模擬新生地形成之初的演變過程。然而,新生地的形成範圍之廣,海岸工程也不免是門浩大的學問,自然與人為各有其利弊,在只有一個地球與有限的沙灘土地上,種種的可能性有待我們去探討與深入研究,所謂世界景觀無奇不有,但這也要有心人去發現才得以窺知全貌。

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。

瓜農的奧祕~西瓜成熟與聲音的關係

一般人從小就知道如果要判斷西瓜有無成熟,只要用手輕拍瓜皮,利用聲音的特性就可以知道西瓜是否成熟,此技術看起來容易,卻需有多年經驗之西瓜商始可為之。本研究利用拍擊西瓜所造成之聲音進行非破壞性音波檢測,來探討西瓜之成熟度。換言之,本研究希望在依照西瓜商拍擊的習慣下,從客觀的科學角度,探討存在於西瓜商手上「聽音辨瓜」的奧秘。由研究結果得知,西瓜的拍聲在頻譜中可分為三個頻區,即西瓜殼所造成的高頻區,水及含水量高的果肉所形成的中頻區,及由空洞及含水量低的果肉所造成的低頻區,而西瓜商就是藉由這三種音頻所表現出的綜合效果進行判斷。

回鍋再利用---葡萄糖讓壞油變好油

回鍋油的環保問題始終為討論的課題;重覆使用有健康之虞,廢棄倒入水槽,不僅會黏貼在水管中,孳生蟑螂細菌,排放到河川又污染水質,對生態環境的影響很大;台灣每年廢棄的食用油約有二十萬噸,佔了生活廢棄物的一部份,是不得不注重的環保問題。本研究便是提出一個方法,希望能將回鍋油中仍有某些有用的成份,提取出來再利用。因為脂肪酸的羧基(-COOH)與另一化合物的羥基(醇基,-OH)會產生酯化反應得到酯類;油脂的成分一般為三酸甘油脂,即是三分子脂肪酸的羧基與一分子甘油的三個醇基發生酯化反應所得到的一種酯類。而糖類是具有很多的醇基的分子,我們希望能夠利用油品中脂肪酸的羧基與糖類分子上的醇基產生酯化反應,形成一種分子量更大、穩定性更高的新油品。並進一步嘗試應用在使用過的回鍋油上,以期製成新的油品,如此一來便可以達到降低廢棄油的量、減少污染的目的。實驗結果發現由回鍋油製得的肥皂,較易結塊,且其起泡率亦較佳,洗淨效果最好,所以回鍋油肥皂是絕對值得推廣的。而利用糖類分子所合成新油的部分,我們也合成了許多新的油品,雖然品質及產率還有待改進,但已能證明的這是一個可行的方法。如果有研究機構採用這個方法,也許就有發展成功的一天。

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。

野柳岬奇岩成因的研究

地表的生成係歷經漫長的歲月,逐漸侵蝕、堆積而成的。其形成的歷程中,岩質、營力的不同以及環境因素的迴異或驟變,往往造成特殊的地形景觀。野柳岬位於基隆西北方約十五公里的地方,岬上海蝕地形十分發達,奇岩怪石,觸目皆是,面對此般大地的美景,穿梭玩賞之餘總是充滿著無限的感激與神妙的情懷,本研究活動的目的,係藉著簡單可行的科學方法探討野柳岬上奇岩怪石生成的原因,期望能寓教育於玩賞之中,進而藉此細微的成果,激起人們對於鄉土的認識及親切的情感”而能善加珍惜,開拓與利用。

力學振燙之實驗設計與液體黏滯係數的探討

振盪是力學上常見的現象,但是,高中物理課本中所討論的簡諧振盪,只是一種理想狀態,即質點以一定的振幅繼續不斷地振盪著,不管時間多久,振盪的現象還是存在的。這似乎和我們生活的經驗相違背。所以乃設計實驗探討加上阻尼作用後的振盪情形及其應用。

光敏染料太陽能電池

本實驗利用二氧化鈦的光觸媒特性,搭配導電玻璃及數種日常生活中常見的染料來製作色素增感型太陽能電池,並且找出何種染料製作的太陽能電池以及何種製作太陽能電池的方式的效率最好、且在不同的溫度、光線下測試所製作的電池,比較環境的差異對太陽能電池有何影響。

根與係數關係—有符號的 Lucas 三角錐

本篇文章從”將βm1 +βm2 +βm3 分解成β1 +β2 +β3 , β1 β3 + β2 β1 +β2 β3 , β1 β2 β3 的非線性組合出發,令fm(a1, a2, a3) = βm1 +βm2 +βm3 ,m = 0,1,2,......,我們發現fm(a1, a2, a3)= , i,j,k? N ∪{0},代表 ai1 aj2 ak3且i+2j+3k=m 這一項的係數,在空間座標中,標記在(i,j,k)點上,結果得到許多類似巴斯卡三角錐圖形的相關性質。而 的絕對值在 k=0 時的圖形,是一個 Lucas 三角形 ,因此我們稱 的圖形為”有符號的Lucas 三角錐”。 在探討巴斯卡三角錐 和”有符號的Lucas 三角錐”在X-Y 平面上的奇偶性圖形時,結果竟然發現只要把巴斯卡三角錐的奇偶性圖形往 X 軸正向移動1 單位就能和”有符號的Lucas 三角錐”的奇偶性圖形全等,這使我們更想知道巴斯卡三角錐與”有符號的Lucas 三角錐”在空間中的奇偶性圖形之間的關係。 最後我們將 的相關性質推廣到四維的情形。

鬼謎藏

我們這次的作品是探討一個撲克牌遊戲-抽鬼牌,其規則如下:一副撲克牌五十二張,外加兩張鬼牌,共五十四張,隨機發牌給二人各二十七張,發完牌後手中的牌同樣點數的兩張必須要丟出,之後兩人輪流抽對方的牌,且抽完牌後一旦手中有同點數的牌就必須丟出;玩到最後,一方手中沒有牌的人為贏家、另一方手中剩下兩張鬼牌的人為輸家。我們的目標是求出拿到各種不同牌型時,贏的機率是多少,最重要的是:找到這個撲克牌遊戲之贏的機率的函數。在求的過程中,我們一開始先畫牌組的樹狀圖並計算贏的機率,觀察機率的值,試圖找出其規律;後來由樹狀圖發現了牌組和牌組之間的遞迴關係,於是我們開始想辦法解遞迴數列,其難度甚高,讓我們苦惱了好一陣子,很高興能堅持到最後,完成這份作品。