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國中組

碳為觀止-回收式生物炭吸附光解膠囊

將廢棄物轉質為吸附材是當今趨勢。本研究建立具再現性之碳化程序,將花生菱殼、雞骨龍蝦等製成生物炭,並建立吸附SOP來探討最佳處理參數,最後將其製成回收式生物炭球。 實驗發現動物炭因為含有高比例無機物(97%),可經由酸洗提升生物炭的等重吸附率,雞骨炭因無機物分布位置特殊而具有發展潛力(超越市售活性炭)。整體而言,酸洗能有效提升生物炭吸附亞甲藍(99%)、動物炭吸附甲基橙(39%)能力(活性炭吸附亞甲藍70%、甲基橙2%),生物炭還能夠吸附鈷離子。 實驗以雞骨炭/海藻酸鈉=5來製作炭球,符合材料經濟最大,且吸附效果良好。最後也將自製光觸媒分散至炭球表面,使觸媒炭球吸附染料後能照射陽光再生,重複使用

爺爺的Datuk-探討太魯閣木琴音色的變化

為了做出太魯閣木琴標準化製成的標準音,我們以Gold wave軟體分析太魯閣木琴的音色。我們測量三組木琴,外部形質的長短和粗細沒有規則的排列。敲擊同支木頭5點不同位置,頻率有顯著差異。敲擊木頭中間點能發出悅耳及穩定的樂音(頻率誤差在0.001到0.241),旁邊4點可增加樂音變化。木琴底材改為木板時,頻率會增加,且能將不穩定的音色做修飾;底材為鐵板時則沒有規則性。木頭材質不同時,音色也有所差異,鹽膚木音色較輕脆,而油桐木較低沉。將木琴架高至5.3、21、42、47、69、74公分時,有穩定的樂音。則高度在69公分(方便站著演奏)時,將木琴下方放置木板底材,聽起來會有悅耳的樂音。

任給n個正整數邊長可形成的三角形數及其由最少至最多數目歷程討論

在本篇文章中我們將討論任給n個正整數邊長可形成的三角形數目,以及由最少至最多數目的例子建構歷程,而討論這個問題也牽涉到在一線上建構不同的圓,利用不同的圓及圓心之間的關係來討論出例子建構歷程,也利用幾何關係證明出一些相關定理。

係金ㄟ?食安健康,奈米金檢測報乎您知!

連續數年食安事件,讓台灣民眾憂心忡忡。本作品設計一個有效、快速又低廉的檢測方式,希望成為國人在食安問題上把關的小尖兵。本作品利用抗氧化劑還原能力,將四氯金酸中的+3金離子還原為零價金奈米粒子後,再探討還原劑用量對奈米金溶液顏色變化情況之影響程度,並以分光光譜儀對其吸收光譜圖形進行探討,驗證其穩定性。 最後,本實驗檢測日常生活用品、餐具,讓其所含鈉鹽離子無所遁形,更冀望本實驗的成功模式,讓致力於為國人食安把關的相關單位更有信心建立國人食安的終極防護網。本研究近程目標為合成奈米金粒子,找到適當鈉鹽濃度溶液檢測模式,遠程目標則是發展更方便、快速、便宜的檢驗方式,進而成為國人食安把關的一道重要防線。

「線」出原形——加密五重奏

密碼學分為密碼術與破密學,而本次的研究重點在密碼術的部分。密碼術的研究在於加密的複雜性與解密的可逆性,而一個加密系統的好壞取決於它的安全性。本次研究運用了國中的幾何概念與高中的矩陣發展出新的加密方式。並透過合成函數的概念結合五重不同的加密方式,增加其加密的安全性,分別為改良式改撒密碼、不完全加密法(一維度不完全鏡射法、二維度分別不完全鏡射法、二維度不完全鏡射法、二維度不完全點射法、二維度改良式不完全映射法,高維度不完全加密法)、煙霧彈加密法(改良式維吉尼亞密碼、干擾加密法)、連分數加密法與RSA公鑰演算法,以各自加密法的優點截長補短,使這五重加密方式能相互配合,奏出和諧優美的「加密五重奏」。

電學番外篇─「液體導線」導電性質之探討與科學遊戲之設計

電解質水溶液導電(解離說)及金屬導電性質(歐姆定律)都是科學的基本知識與概念,本研究藉由一部電影的趣味情節「尿液導線」發想,將兩者相互結合,以「電解質水溶液」作為基本電路導線,設計實驗進行導電性質之探討,研究結果發現:驅動液體導線導電的電壓有最小值,液體導線的導電性質明顯具有「依數性質」濃度越小的液體導線與「歐姆式電阻」相似,當溫度及濃度越大時,則導電性質越趨穩定,且導電離子的移動與「重力作用」及「液體運動狀態」無明顯相關,導電性質與「溫度」、「截面積」及「濃度」有正相關、而與「長度」有負相關的關係,此外;研究者依據實驗結果設計一項「液體導線」的科學遊戲,提供簡易操作及演示分享。

探討電位差變化對含羞草觸發運動過程的影響

本研究探討外加電位差變化對含羞草觸發運動的影響機制。我們發現含羞草葉齡會影響電阻變化量及閉合速率。使用9V以上外加電壓能使含羞草產生觸發運動,電壓越高能使閉合速率加快。長時間外加電位差刺激時,閉合會產生延遲現象,刺激時間越長閉合反應越慢,恢復時間也會延長,並影響鄰近葉片的閉合速率。外加電位差刺激會使葉片從負極到正極閉合,具方向性,推測電子流可使細胞膜外產生電中和,導致去極化產生動作電位,並引發離子通道開啟,使葉枕細胞水分釋出葉片閉合;長時間刺激造成延遲現象可能與通道持續開啟讓膜電位無法恢復有關。我們發現靜電也會引起觸發運動,且與葉片距離遠近會造成不同的閉合情形,推測與葉枕細胞的電子分布改變有關。

從平分問題到動態穩定

本文探究由一人獨自進行的遊戲,探討最後是否能將兩堆石頭移動形成數量相等的狀態,稱之為「穩定狀態」。探索過程中,我們利用數對(x, y)來表示兩堆石頭分別有x, y顆的情況,利用輾轉相除法的形式來記錄移動過程,而因為遊戲進行中,兩堆石頭的總數不變,因而以此總數進行分類觀察,我們發現並非任意數對(x, y)皆能形成穩定狀態。 藉由列表觀察後,我們猜測當x+y=2k時,任意數對(x, y)皆能形成穩定狀態,我們用二進位制驗證,並進一步得到定理1: 定理1:數對(2k-p×2m, p×2m))形成穩定狀態所需的次數為k-1-m次。 另外,因為數對(qa, qb)和(a, b)的移動方式類似,得知定理3及4如下: 定理3:數對(q2k-pq×2m, pq×2m)形成穩定狀態所需的次數為k-1-m次。 定理4:若x+y=q×2k , q≠1, 且x, y的最大公因數為r×2m,q≠r時(x,y)無法形成穩定狀態。 由以上定理1、3、4,可歸納為定理5如下: 定理5:若x+y=q2k(q為奇數), 且x, y的最大公因數為r×2m,則 1.q=r時,數對(x, y)形成穩定狀態的次數為k-1-m次。 2.q≠r時,數對(x, y)無法形成穩定狀態。

氣韻”聲”動-亥姆赫茲共振的探討與應用

為了能簡單利用聲能,所以利用亥姆赫茲共振的方式,對原理及應用進行探討,目的是用來找出共振空腔的頻率,並找出旋轉器的共振範圍,使其轉動而產生電流。 亥姆赫茲共振原理驗證: 1、有無瓶頸不影響公式頻率,但將無瓶頸空腔當作極短瓶頸去計算,真實頻率與公式頻率相近,但會影響公式趨勢的變化。 2、瓶頸越長、截面積越小及空腔體積越大其頻率越低,但材質與空腔外型會影響公式頻率的準確率。 亥姆赫茲共振應用: 1、空腔頻率越低,材質越硬,外型越流線越利於轉速,且共振不只在單一頻率,在一定範圍都可轉動,材質越硬,驅動頻率範圍越大。 2、聲量分貝越大,轉速越快,但線圈來不及磁化,電流反而越小。 3、裝置可吸收一定的環境聲能。

光碟摩擦力之探討

我們作了將DVD和CD置於玻璃片上及各自相向重疊時的摩擦係數,由靜摩擦係數比較發現未燒錄前CD較DVD光滑。燒錄資料越多,光碟的靜摩擦係數幾乎都變大,但DVD燒錄後比燒錄前靜摩擦係數變小,CD則是燒錄後靜摩擦係數變大,推測是由於分子間作用力及光碟燒錄後造成坑洞口之間碰觸兩項因素所造成。