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國中組

簡便型黏貼式的染敏電池

本研究的目的是以日常生活中可取的材料如立可白、鋁箔、銅箔、白板筆、藍莓汁…等進行簡易的組裝具有可撓行的染敏電池。經研究發現,立可白可以取代二氧化鈦膠態溶液、市售的白板筆可以代替藍莓汁,以燃燒蠟燭燻上碳黑於銅片上,加以透明膠模封裝即可以簡便的方式製作出染敏電池。本研究所得之單一cell之發電效益為: 0.519V、3.720mA、1.931mW。以2x2cm大小8 cell四串聯、二並聯所組裝的自製簡易電池其最高發電功率可達14.427mW足以驅動一顆LED燈。此外,利用白板筆與立可白可以任意的創作畫出圖形於護背膠模上,且膠膜同時具有可撓性的功能,使用鋁箔與銅箔可以增加發電效益,並且具有區分正負極的方便性以利串、並聯的使用。

影響草王-銳頭瓶爾小草生長與分布的因素

有「草王」之稱的銳頭瓶爾小草(Ophioglossum petiolatum Hook)為台灣短草地常見的小型厚囊蕨。它出現在校園花圃中,但分布很不平均。我們根據光線、溫度、溼度、土壤pH值與伴生植物的影響,研究銳頭瓶爾小草在校園的分布。本研究發現:1.銳頭瓶爾小草喜愛冬季早晨由南方照射而來的暖陽,且照射時間需超過6小時,較適合銳頭瓶爾小草的生長;2.由西北射來的午後陽光,由於溫度太高,無法促使其生長;3.馬櫻丹會抑制銳頭瓶爾小草的生長,使其無法生長在種植馬櫻丹的花圃。

過來『橋』一下~利用市售義大利麵來探討椼架橋樑結構對其負重情形之影響

本研究利用電腦程式West point bridge design 模擬橋樑結構的穩定性,並使用義大利麵充當椼架實際來搭橋,藉此了解結構對橋樑負重的重要性。研究中發現: 1、Warren的結構最經濟實惠,Pratt結構次之,Howe結構負重效率最差。 2、橋樑結構中的每個桿件受力情形不同,因此根據受力情形來加以設計橋樑結構能提高經濟效益,例如:Pratt結構與Howe結構雷同,但是Pratt結構所承受的壓力是落在較短的垂直桿件,因而提高了Pratt結構的負重性能。 3、藉由結構的設計,使得原本負重效率約為65(gw/根)的義大利麵條,提高到99(gw/根),約增加了1.5倍。 此外,藉由West point bridge design 軟體設計橋樑結構,並以義大利麵實際搭建橋樑,且測試其負重能力,可發展成完整的教學流程,極適合國中學生學習建築結構等相關課程。

「藻汁」如此,「再生」一次!

在水族館中購買的毬藻(Aegagropila linnaei)發現從藻絲成長快可能具備促進細胞再生能力。在不同毬藻汁濃度下,對完整渦蟲的成長並無顯著差異(成長率為5%~ 10%),但受切割渦蟲在0.5%毬藻汁的處理下,再生能力表現最佳,可見低濃度毬藻汁可提升組織修復能力,而高濃度的毬藻汁會妨提高死亡率。將渦蟲切割後照射紫外光,結果指出紫外光的確造成細胞傷害,使再生能力減緩,而以0.5%毬藻汁處理後,渦蟲再生率明顯提升約15%。另僅以0.5%毬藻汁處理傷口24小時,其再生率更加提高約10%,可見毬藻汁中的再生因子短時間即可進入體中發揮作用,且前兩天為再生的關鍵期。

附壁氣流飛行器-探討機殼構型對飛行的影響

去年根據附壁效應試驗出幽浮飛行器後了解氣流對飛行影響很大值得細探,於是今年更深入對外殼弧面、垂直導流板與水平移動板進行改造,發現: 1.機殼弧面改成低圓,不會降低氣流附壁升力又可減重 2.機身反扭矩力與螺旋槳長度與轉速成正比 3.小面積的垂直導流板修正反扭矩角度過大會耗損升力 4.水平移動板將向下氣流轉向水平側邊過多也會影響升力 根據機殼氣流附壁實驗發現,每一種變項都會相互影響下,以有限的升力調整出最佳平衡的構型,測試發現:機殼表面氣流的附壁吸力能有效提高升力16.7%,且風力越強提升比例越高;載重可達500g,且載重與續航時間成反比。沒想到只是簡單的幽浮外觀牽涉到的飛行氣流竟是如此的奧妙又有趣!

微型電解槽中的陰陽海

很多電解質容易電解,反應後酸鹼性常會改變,而紅鳳菜因顏色隨pH值不同有明顯顏色改變,且水溶性好,可以成為不錯的酸鹼指示劑素材。所以本研究以紅鳳菜汁當作電解質與酸鹼指示劑,並設計微型電解實驗裝置。以碳棒當電極、培養皿當電解槽,改變電解質濃度、離子價型、陽離子水合能力、陰離子性質、溫度等條件,然後用穩定的5V電源供應器接電極去電解。由於選擇的陰離子都是不易丟電子的原子團,正極半反應式完全相同,在碳棒正極都會變成酸性,馬上產生一圈明顯深紅色。如電解質導電度越大,產生電流越大,正負離子移動速度越快,碳棒邊緣的深紅色會變色越快。以測量到深紅色出現時間的倒數當反應速率,可以探討不同變因對離子遷移速率的影響。

簡易光譜測量在農藥檢測的應用

本研究旨在建立光譜測量(在農藥檢測方面)普及化的基本需求,希望建構可在普遍環境下使用之光譜檢測系統。 簡易光譜儀中利用卡式馬達與感光元件(本研究中為光敏電阻),旋轉週期與測量時間差,設計公轉式感測系統(the System of Twirl Sensor,文中簡稱STS),提高光譜儀感測之解析度。在簡易光譜儀的核心目標(提高光譜科學普及度)中,加強稜鏡的可採用性。 研究中試著討論光譜和待測物的相關性,並以研究現有光譜為基礎,盼能建立連複方農藥都能預測的方式。

k等分凸多邊形面積之實例說明及推論

過任一點作射線k等分凸多邊形面積,需先考慮點的位置,隨著點的位置不一樣,作法有些許不同。

神機鬼械,機不可濕?--最佳化BCF游動式機械魚的運動表現

本研究旨在探討影響尾鰭推進游動式(BCF)機械魚游速的因素。本研究是將市售仿生機械魚進行改良,從材質特性、形狀、面積、夾角、浮力、穩定度及浮心位置等因素著手,改變材質、尾鰭、浮球後,將機械魚放入自製環狀水道,測量機械魚在水道上繞一圈所需的時間,找出機械魚的最佳化配置。本研究總整了35隻機械魚、420筆實驗紀錄,結果顯示:薄PP板(3mm)材質、叉型夾角90°尾鰭、前面浮球向後1cm(浮心極靠近質心)且浮球材質為乒乓球的機械魚,游速最快,成功使機械魚繞環狀水道一圈所需的時間減少27.2%,大幅提升了機械魚的游速。本研究結果,也能在大體積的水道中重現,展示改進市售仿生機械魚運動表現的可能性,有助於提升人們對魚類游泳之仿生機構的認識。

如鈴聲曼妙~賽夏族臀鈴與安克隆竹琴的律動共鳴協奏曲

我們用音頻分析軟體Syaku8測定自製安克隆竹琴管長並以Excel試算各音名標準音頻,比較出的實際偏差率,可做各竹琴組修正管長的參考。 以力矩平衡原理及合弦伴奏想法來組合安克隆竹管-自製「安克隆風鈴」,並分析其共振關係,實際搖動此風鈴所產生的共振音頻聽起來也很悅耳動聽, 我們創新整合安克隆竹琴、風鈴及賽夏族臀鈴的想法,經電腦音頻測定軟體及麥克風收音,記錄安克隆竹琴、風鈴、臀鈴的單一音頻及共振音頻圖後,已可以準確的將臺灣最大的天然資產-三~五年生『竹子』轉換成校園律動的節奏樂器,希望以後能大力推廣到其它學校,讓我們臺灣的學子都能自己製作出安克隆竹琴及創新的賽夏族臀鈴,快樂的享受學校表演藝術課帶來的音樂與律動的美感!