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高中組

新式電腦音樂合成器

電子合成器在今日月潭扮演著重要的角色,可惜操作繁雜,而電腦音樂所用的音樂合成器之功能大都稍嫌簡單,故雖然式電腦控制,但其音色因受到硬體之限制,不能有多大的伸展度。基於以上兩項缺點,加上今日電腦科技的發達,於是設計了這部新式電腦音樂合成器。

設計、色計-自行設計微型比色計改良比色法實驗

本實驗主要是為了改善高三比色實驗之實驗的精準度而進行的。利用發光二極體作為光 源,搭配光敏電阻,並以塗黑的T 型玻璃管作為反應槽,組裝成自製微型比色計。 此實驗首先確認傳統比色法之精密度極差,接著針對反應槽長度、光源顏色及光源電壓進行篩選。選出最適合本實驗的反應槽長度、光源及適合光源的電壓,組成高精準度的微型比色計。 以自製微型比色計測量十個濃度不同之校正液後,確認本儀器之檢量線確實具有極佳之線性關係,便可進一步繪製檢量線,並計算待測溶液的平衡常數。本實驗不使用分光光度計主要是因為其成本較高,本組希望能以最低的成本,求之平衡常數。

免用墊片刀具柱

(一)隨著機械的進步和生產時間的爭取,古人曾說:時問就是金錢,節省越多的時間,才有更多的時間去賺更多的錢。 (二)在做車床工時,總是覺得裝刀或換刀具的時間過久,並且使刀具對正工件中心的時間過長。 (三)在對正中心時,要準備很多厚薄不一的墊片,而且在攜帶上不方便,選擇墊片也需要浪費一些時監。 (四)刀具對準工件中心,為什麼不能夾一次刀就完成?而是要很多次才能完成。 (五)基於以上的原因,於是決定設計一種可以解決以上問題並保有傳統刀具柱原有的強度和功能的刀具柱。

都是駐波,為什麼差這麼多?

高中課本中關於駐波所教授的只限於繩波,而且只談兩種情況:兩端皆為固定端 頻率f=nv/2L 時會形成駐波;一端為固定端、一端為自由端時 頻率f=(2n-1)v/4L 時會形成駐波。但我們實際做實驗的結果,無論是直線駐波或是平面駐波,給予一強迫振動,則不管其頻率為何,均可找到節點或節線。另外在課本上亦提到同一介質各點張力相同,傳波速度亦相同,但我們在實驗室發現,弦線可滿足上列描述,但金屬板則否。當外加振源的頻率越大,板的波速亦越大,板的表面張力亦越大。

絕佳默契-光複合材料與D.S.C之改良

色素增感型太陽能電池是利用光觸媒原理成的,因為光觸媒(ex.二氧化鈦)接受光子而產生電子躍遷,但單一基材光譜吸收範圍狹小,因此使用單一基材的電池轉換效率並不高。在此將帶入「複合光觸媒材料」的概念,混合各種基材並擴展其光譜吸收範圍,然而價格昂貴的奈米級基材(除了奈米級二氧化鈦較為平價)提高電池的製造成本,導致普遍性不高,因此將研究奈米級與非奈米級基材搭配,以降低成本並且達到提升轉換效率的效果,藉由複合光觸媒,減低電子再複合的機率(電子進入非正確電路方向的機率),將以奈米級二氧化鈦與非奈米級氧化鋅、二氧化錫、三氧化二鐵為基材,混合並找出提升電池的轉換效率之最佳比例。

碰撞、能量與形變的探討

根據虎克定律,在彈性限度內,彈簧伸長量與其受力成正比,但彈簧並非完全理想,而受力超過彈限度,則彈簧會有無法恢復的永久形變產生,於是引起了我們的興趣。如果情況是兩物碰撞,其結果又將如何呢?於是便想設計一實驗來採討其奧秘。

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。

蓮環密碼

蓮花效應是指蓮葉表面具有奈米纖毛結構,因此只要葉面稍微傾斜,水珠就會滾離葉面,在我們生活週遭,許多植物具有蓮花效應。本實驗選擇彩葉山漆莖作為研究材料,因為我們發現在同一植株上,嫩葉的蓮花效應最佳,而老葉幾乎無蓮花效應。當彩葉山漆莖的新葉轉為老葉,蓮花效應會減弱,甚至消失。我們以不同水量、土壤酸鹼值及光照作為變因,來探討蓮花效應改變的原因,結果發現水量並非主要影響蓮花效應改變的變因;土壤過酸或過鹼,會減弱新葉及嫩葉的蓮花效應;置於暗室則使整株彩葉山漆莖所有葉面皆無蓮花效應。許多植物的性狀,在老化或面臨環境改變時,會將控制性狀的基因開啟或關閉。因此,我們推論,當環境因子改變時,植物的蓮花效應可能是經由基因層次的調控,藉以增強或減弱此性狀的表現。如果不是基因的開啟或關閉,則有可能僅是葉表面的結構發生些微的改變,真正詳細的機制仍有待進一步的確認。

春季長江淡水對台灣海峽北部溫鹽之影響

本研究透過國科會海洋學門資料庫取得緯度25N~26.6N經度119.4E~120.6E,2002~2005年海洋研究船獲得之實測海水溫鹽資料,研究長江淡水對台灣海峽溫鹽之影響,並透過溫鹽圖了解台灣海峽北部之水團溫鹽特性,考量長江大壩於2003年蓄水,且冬季航次極少,因此取用之樣本分別為2002年春季、2004年春季、2005年春季,研究發現在春季有一明顯之海水鋒面位於東經120~121度之間,東側溫鹽均高,西側則為低溫低鹽,應是長江淡水進入海峽的影響,此外,台灣海峽西側海流的年際變化較大,尤其是表層海水受中國沿岸流帶來東海陸棚水影響非常明顯,在垂直方向上,海峽西側在水深22~25公尺左右均有一明顯鹽度分界線,應是表層低鹽低溫的長江淡水和南方的海水的交界面。

有跡可循─C/2004 Q2 (Machholz)彗星軌道之研究

適巧Machholz 在去年8 月發現新彗星C/2004 Q2,而IAU 公佈其軌道根素,言明Q2 為拋物線軌道,永不回歸。本研究以14 次彗星觀測,以Find_Orb 程式計算Q2 軌道根數,並分析軌道變動性及可能原因,進一步驗證萬有引力並尋覓可能之擾動因素,同時進行了彗星運動模擬。結果顯示:Q2 軌道為橢圓而非拋物線。各根數中,a 變動稍大,其餘誤差小於2 %。軌道形狀雖有不同,但不改變與黃道相對位置。再者,Q2 近、遠日距為1.2、114AU,回歸週期438 年,表示它來自歐特雲,屬週期彗星。又因Q Q2 與地球軌道相距0.3AU,並不會造成流星雨。以星曆表做靈敏度測試,顯示本研究相當準確。在三點軌道計算,若時間取樣適當,根數並無明顯誤差。因Q2 到訪不久,引力攝動不明顯;由Q2 亮度對時間作圖可知Q2 亮度屬規則變化,故Q2 受非引力影響極微,後續應著重引力攝動項。將來Q2 軌道會如何呢?有待後續追蹤。