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國中組

指紋現形記

本作品在於觀察指紋的產生、消失,並探討性別、年齡及環境對指紋消失的影響。實驗中並利用粉末法、磁粉法、硝酸銀法及電鍍法來顯現指紋,並探討各種方法的適用性及優缺點。

愈吸愈「胺」心-胺基磁性粒子吸附之探討

磁性粒子可吸附水溶液中微小顆粒,再以外加磁場將之與水溶液分離,本實驗中的磁性顆粒(Fe3O4)先以矽酸鈉對其表面包覆,以保護磁性顆粒而避免其在水溶液中受到酸鹼的腐蝕,再利用胺基修飾合成具胺基的磁性吸附粒子,用此胺基磁性粒子對水溶液中的Cu2+,陽離子染料(亞甲藍)、陰離子染料(RB5) 進行吸附實驗,發現在pH值約為7時,對Cu2+有很好的吸附效果;pH值約為6時,可以大量移除水中的陰離子染料(RB5),但由於胺基在水中會形成NH3+,故不易吸附陽離子染料(亞甲藍);吸附過Cu2+的胺基磁性粒子,可在酸性溶液中將Cu2+脫附,再重複利用,在鹼性溶液中,RB5也可從胺基磁性粒子上脫附,但效果不如Cu2+。

以小博大~桁架結構初探

桁架(TRUSS)是以三角形為基本結構再不斷延伸的結構,其應用在生活中屢見不鮮。本實驗在探討簡單桁架結構的穩定性,其穩定性以載重比(R=承重/自重)表示,載重比越大,穩定性越高。若以單一三角形來看桁架結構,底角越小的等腰三角形結構穩定性最好;直角三角形及不對稱的三角形都次之。其次,多三角形的簡單桁架,其構造越對稱且內含的三角形數量越多,結構越穩定,承重的載重比值(R)越大。簡單桁架內的零桿件雖不受力但對結構的穩定性卻有很大的助力。再者,不同幾何造型的桁架橋中以三角形桁架橋的載重比最大,具有以小搏大的概念,是製作桁架橋時,值得參考的桁架橋造型。

棋盤上的數學

一、Mn×n (s):在n×n正方形棋盤中,排列s顆棋子在方格內,每一方格最多只能排1子,棋子的配置須滿足兩個條件:(一)無任意4子可形成矩形框的4個頂點(此矩形框需與棋盤邊平行)(二)在無棋子的方格中,無法再加入棋子二、Vn×n×n(a1,……,an):在n×n×n的正方體棋盤中,每層的棋子個數分別為a1,……,an,S=a1+…+an,棋子的配置須滿足兩個條件:(一)無任意8子可形成長方體的8個頂點(此長方體邊需與立體棋盤邊平行)(二)在無棋子的方格中無法在加入棋子本研究在Mn×n (s)與Vn×n×n(a1,……,an),,S=a1+…+an中探討s的最小值、最大值及變化情形,並分析其配置方法。之後推廣至長方形Mn×n(s)及長方體Vn×m×k(a1,……,ak) ,S=a1+…+ak。最後根據研究結果設計一個「避開矩形框棋」,並分析出致勝的策略。

利用循環節位數作質數判斷與因數分解

壹. 本作品主旨在於利用將 1/n 化為循環小數後所得之循環節位數來作質數的判斷,並將n 分解成標準分解式。因質因數2,3,5 易於判斷,故本文所提的自然數 n 排除2,3,5 的倍數。 貳. 一. 1/n 化為循環小數後所得之循環節位數以表之,稱為『n 的循環數』。二.(K個1)能被n整除之最小正整數K即為,本作品以Excel 程式來求 K。 ?. 一. 若不為整數,則確定n 不是質數。二. 若 =1 或2,則確定n 為質數。三. 若 為大於2 的整數,本作品無法立即確定其是否為質數。 肆. 若經第?點處理,為一.或三.之狀況,可先將分解,再檢查小於或等於 的質數中,所有循環數為的因數者是否整除n ,即可判斷n 為質數或順利找到其質因數將之分解成標準分解式。

廚餘來電了!

日本的水果時鐘引起我們的興趣,我們試著利用廚餘製成再生電池。將廚餘分成飯、菜、肉和水果四類並將各類分成兩組(加酵母粉溶液為實驗組,不加為對照組)各取3Kg,以電壓和電流大小為基準,發現水果類的效果最佳,可做為日後實驗的來源。為避免電池中的極板晃動,需在廚餘水中加入黏稠物質,我們取高分子聚合物、洋菜粉、澱粉、海采粉和太白粉為添加物,檢驗其電流大小和保存期限,得知添加高分子聚合物的再生電池串連三個可讓自製時鐘運轉十天以上,若再加入二氧化錳做為去極劑,更可讓再生電池有效延長使用時間至二個月。再生電池在與市售電池、水果電池相較下,不但環保且能資源再利用,具有推廣價值。目前繼續改良再生電池電流過小及用途。

滑翔的舞姬—解析大白斑蝶驚艷飛行

本研究以流體力學的角度,透過仿生模型,評估蝴蝶型態構造的差異,在生物演化適應上的意義。觀察大白斑蝶(Idea leuconoe)的滑翔運動,並與同屬之Idea stolli比較。發現Idea stolli的滑翔能力較I. leuconoe佳,因I. stolli擁有更細長的前翅,即更高的展弦比,可減少誘導阻力,所以飛行效率更高,滯空時間更長。調整前翅角度比較升阻比,再與實際蝴蝶滑翔的姿勢比較,發現蝴蝶確實是以最佳姿勢來達成最有效率的滑翔。研究發現翅膀型態上的差異,是生物演化適應環境的結果。依其棲地特色,推論棲息於風勢較亂之海岸的I. leuconoe,演化出較為短小渾圓,抗風性佳的翅膀,適應海岸棲地;而棲息於內陸次生林的I. stolli則演化成更為細長的翅膀形狀,更利於在穩定的環境中,發揮極盡的滑翔能力。

掌握幸運-南國田字草的形態生理與睡眠運動之研究

南國田字草是一種浮葉性的水生蕨類,匍匐莖細長,橫臥在水中泥土或濕潤土壤裡,葉四枚對生於葉柄頂端,依生長環境不同,可分為水生葉及陸生葉,水生葉又分沉水葉、浮水葉及挺水葉三種。孢子囊群聚集特化成堅硬的孢子囊果,長於葉柄基部,孢子有大、小孢子兩型。四種葉形在氣孔分布密度上有相當的差異,澱粉含量以沉水葉最少。南國田字草陸生葉隨著晝夜交替,具有週期性的睡眠運動,每天葉片開啟的最大角度和閉合時間有一定的時間範圍。黑暗期受光照干擾或連續照光、日夜顛倒,皆影響葉片的開閉時間與速率。

無聲動力–線圈砲的發射分析與應用

組裝線圈砲,發現主要的發射因素由電容、線圈、電壓、發射物形狀等變因所影響。因此實驗上探討以上變因,並且發現以下三點:一、線圈內的磁力有對稱性且對發射物產生加速與減速作用。二、適當的電容量,配合高電壓,即可讓發射物有較佳的發射速率。三、發射物的形狀會影響線圈內所受磁力,也影響發射速率。最後加上紅外線感應器,來探討線圈砲對物體的加速與減速應用。

致命的吸引力

本研究是經由甲醇、乙醇、蒸餾水、稻香米酒相互混合後的溶液,在不同濃度、溫度範圍產生毛細現象及表面張力變化情形,應用所觀察到的結果,利用厚毛細管自製研發「假酒檢測器」針對公賣局稻香米酒,作真假判斷的簡易工具。