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國中組

亂中有序,始終如一~正六邊形光線循環反射規律研究

本研究主要探討光線由正六邊形一邊中點出發,經反射回到出發點形成循環反射的規律。其中發展了展開圖,藉由圖形不斷向外翻轉鏡射,以光射線出發後打到的邊為對稱軸,將多邊形及反射線段作線對稱操作,使入射路徑和反射路徑成一直線,所有線對稱後所得之多邊形會接續著將此一直線路徑覆蓋。運用標定座標的方式以記錄展開圖中光線射向,並探索展開圖中完成循環反射時的終點座標。運用將反射邊依序編號,方便記錄並計算反射的規律,以首段末位邊編號及累進段數的推算出完成循環反射所需的分段反射次數之通式,並藉以研究分段跨邊數、總反射次數及總跨邊數。並紀錄分段跨距串列,跨距規律及了解完成循環反射的通過點座標之規律。

光芒四射 - 探討光遇到塑膠膜其光學性質關係

在市面上,我們時常見到像透明塑膠袋、透明背包和透明鉛筆袋等,使用塑膠等穿透率高的材料所製作而成的商品,而每一種顏色和其厚度對穿透率及反射率的影響也很高,因此在這次的實驗中,我們定義新的照度單位Arduino,並且將探討顏色、厚度與穿透率、反射率的關係,利用不同顏色的塑膠袋製作出不同厚度的塑膠膜,並黏在挖空的厚紙板上,找出常見塑膠袋顏色、厚度其穿透率、反射率的高低,並且藉由其反射率的規律關係,藉由量化的結果,協助色盲或無法辨色人士辨識顏色。

能源再利用,遇火就來電

本研究在探討熱能與電能之間的能源轉換,並製作出免插電之可供USB電的陶瓷香精燈。 實驗材料選用廣泛利用於醫療、冷藏箱、飲水機的致冷晶片,研究過程發現利用水降溫及並聯晶片能增強效能,研究結果製作出熱源電池模組,測試電量發現 : 與行動電源沒有差異,並結合USB增壓模組替3C電子產品充電。 適逢2015年兩次尼泊爾大地震與台灣歷年山難,發現人們在緊急事件中,身邊電力與電池已經失去作用,3C產品無法發揮聯繫與定位功能。本研究產品,USB陶瓷香精燈,可提供居家的緊急災難準備、荒野露營或是臨時找不到電源時候,只要點根蠟燭與100cc的水,USB香精燈就可以為智慧手機充電。 USB陶瓷香精燈,進一步可配合政府推廣(陶瓷)文化創意產業與廢能回收裝置發展。

雙珠進動 : 探究兩圓形球體黏合後的特殊轉動現象及其動力機制分析

我把兩顆半徑相同的圓球體黏著在一起,在平面上轉動雙珠並用手機從側面與俯視拍攝其運動影片。將拍攝影片匯入電腦,隨後利用軟體Tracker,研究雙珠在不吹氣的情況下,其運動的型態,並且從受力狀態推論其成因。接下來操縱不同半徑的雙珠和對雙珠不同的吹氣方式來觀察對其運動型態的影響。研究發現,雙珠的半徑與不同的吹氣方式造成的力矩對雙珠運動皆會有規律性的影響,因此嘗試建立理論模型來解釋實驗結果的規律性。在最後的進階研究探討,不僅由實驗結果再度驗證上述理論模型的適用性,也發現雙珠運動在磁攪拌機的磁力趨動下也呈現出進動現象。

神奇的魔法碳—各種碳的性能探討

碳的形式有很多種,本研究收集了各種不同類型的碳,進行多種性能試驗,結果發現:(一)碳融於水中,會釋放出鹼性物質(活性碳例外)。(二)總體密度(bulk density)石墨最大,其次為備長碳,最小的為骨碳粉。(三)以碘做吸附能力指標,效果較好的活性碳、木炭粉與骨碳粉。(四)相思木碳及竹碳無法導電。(五)碳會釋放出負離子。(六)各種碳的吸溼性,以備長碳較佳,但仍遜於傳統的乾燥劑。(七)各種碳或金屬在不同的電解質中,會有不同電壓。(八)以紅墨水做脫色能力指標,效果較好的是活性炭粉、骨碳粉及木炭粉,其餘效果很差。依據本研究結果,在不同的用途,可選擇最適合的碳。

Pipette 熱噴泉

本實驗主要是在探討pipette熱噴泉的現象,我們先觀察到了將吸入熱水pipette倒轉過來會有水噴出的現象,並設計適當的實驗方式與裝置加以詳細探討。研究的目標是找出影響噴泉最大高度的各種因素。實驗中我們改變熱水溫度、水量比例、滴管大小、滴管口徑、倒轉速度等,觀察各種變因對高度造成的影響並分析研究。找出這些因素如何影響熱噴泉噴出高度的關係,並進一步探討它的原理與建立理論模型。由我們的研究成果得到了一些相當不錯的結果與結論。

B&W-探討黑白條紋系統溫差造成緩升溫效果的原因

我們發現黑白條紋的組合具有緩升溫的效果,在不同條紋密度比較時,可以將寬度分成三群(0.2cm,細紋,寬紋),條紋愈細,緩升溫效果愈好,但小至0.2cm時效果不佳。在黑白條紋系統中,不論1.5cm(細紋)或3cm(寬紋),外部黑條紋溫度都比白條紋溫度低,而內部則是黑條紋比白條紋高,如此會形成溫差,而有對流現象。我們以銅管模擬條紋溫差,無論溫度是上冷下熱或下熱上冷,經迴歸分析後發現對流速度都與溫差成正比,並具有高度相關性。我們認為黑白條紋內部跟外部皆形成溫差但方向相反而造成對流方向不一樣,產生熱逆對流機制的效果,使熱能不易進入瓶內,具有緩升溫的效果。

幾丁聚醣對鮭魚生魚片抑菌之研究

鮭魚生魚片是許多消費者的最愛,但往往含菌量高而易引起食物中毒。閱讀研究報告得知,幾丁聚醣無毒可食用且具有抑菌效果,故本研究目的係探討如何應用幾丁聚醣於生魚片之抑菌。本研究共計進行六次實驗,獲致如下結論: 1.幾丁聚醣與幾丁寡醣於濃度0.01%以上對生魚片即具有抑菌效果。 2.去乙醯度96.7%之幾丁聚醣溶液與去乙醯度85.3%之幾丁聚醣溶液對生魚片皆有抑菌效果,但差異不顯著。 3.物性差異方面,以彈性、耐嚼性、硬度及內聚力順位比較,以DDA96.7之高分子量幾丁聚醣(濃度0.01%)最佳,低分子量幾丁聚醣(濃度0.01%)次之。 4.色澤差異方面,除醋酸偏白色,其他無差異。 5.成本方面,以1000公斤之生魚片,所需幾丁聚醣或幾丁寡醣溶液成本皆在新台幣11元以下。

過定點分割N邊形所形成之直角三角形內切圓半徑和之研究

本研究討論「過一定點P,對一凸N邊形的各邊做垂線,可得N個垂足。利用P點、N個垂足點及N邊形的N個頂點所形成的2N個直角三角形,對應2N個內切圓及半徑,此時若依序每次間隔一個三角形取其內切圓半徑(參考下圖),共可將2N個內切圓分為兩組內切圓半徑和」,經過研究討論發現以下結果: (一) 定義適當區域為:由垂直此凸多邊形各邊的垂線所共同圍出的封閉區域,當圖形為正三角形時,適當區域為正六邊形,較原圖形大,其餘的圖形所形成的適當區域必在原圖形內部。 (二) 兩組相間隔的直角三角形之內切圓半徑之和相等的限制條件 圖形類型 限制條件 正2N邊形 P點在任意位置 正2N+1邊形 P點落在適當區域內 等角且非正N邊形 P點落在適當區域內

造氧神氣

國二上學期進行雙氧水分解製造氧氣時,有些組別經常發生吸濾瓶內壓過大,反應液體上升至薊頭漏斗頂端,同時會有噴出來的危險景象,而重金屬錳若處理不當則會造成嚴重的環境汙染,因此我們想改良實驗裝置和使用的藥品,使實驗變得更安全又環保。我們改用氯化亞鐵為催化劑,當加入2.50毫升的雙氧水後,只需4.0秒即可收集260毫升的氧氣,其反應速率較二氧化錳的反應速率增加了7.6倍。而使用針筒結合三向閥的方式能避免混和液體噴出的情況,因此改良後的實驗確實可以取代現有國中課程中的裝置,讓實驗變得環保與安全。實驗裝置改良後測試不同濃度雙氧水的分解速率,不同濃度雙氧水與其分解速率關係圖中的趨勢線段呈斜直線,即分解速率和濃度成正比關係。