全國中小學科展

生活與應用科學科

瘋繩綁--我的鞋帶不鬆綁

鞋帶的綁法很多種,我們平常並不在意,但是掉鞋帶這件小事卻常常影響到我們,\r 除了浪費時間,還會造成運動阻礙,甚至危害安全。所以,我們決定調查及統計各種不\r 同的學生運動鞋鞋帶綁法,試著找出既方便又不容易掉的優良綁法,再試看看能不能通\r 過我們設計的嚴苛測驗,讓我的鞋帶再也不鬆綁了。

目光迫人--鷹眼防止鳥撞擊玻璃

在偶然機會發現鳥類會因為某些原因而撞擊玻璃,又知道有防止鳥兒撞擊玻璃的貼紙。因為索取雖然容易,但是往來要一些時間,所以我們想自己也設計出一種不一樣的貼紙。希望藉由實驗找到一種可以簡單繪製的貼紙,經過輾轉的實驗,從猛禽類的圖案一直到只剩松雀鷹眼睛的顏色,最後終於找到一種簡單又容易繪製的貼紙,而且還可以把貼紙的大小縮小呢。只要大小大約是原來貼紙的10分之1大小就能達到防止鳥撞擊玻璃的功效。

是誰惹的禍?─探討牙菌斑

本研究旨在了解牙菌斑的特性和形成背景,及其對口腔衛生所產生的影響;進而分析在日常生活中牙菌斑的生成環境及因素,以期進一步了解如何減低牙菌斑生成的方式;並透過各項的實驗操作及數據分析,探討如何有效地抑制牙斑菌生成的各種方法。最終的目的是,希望能透過對牙菌斑形成因素的了解,進而增進預防及保健牙齒的知識,培養良好的口腔保健習慣。

化腐朽為神奇--蝦兵蟹將立大功

由蝦蟹外殼廢棄物以鹽酸及氫氧化鈉處理,可以萃取幾丁質(Chitin),作為多種用途,其中一項為淨水。由於自來水中含有氯,清洗蔬菜水果時,氯會被蔬果吸附,食用後對身體不好,若能加入蝦蟹殼先行吸走氯,則食用蔬果就很安心。幾丁質對抑制細菌功能良好,因此在野外求生時,野外水源可以用幾丁質來淨化,而後飲用。以蝦蟹殼廢棄物可以自製日常生活用淨水器,達廢棄物再利用的目的,值得推廣。

以彈性體模型評估心血管疾病之新方法初探

我的研究工作有三項重要成果:第一,根據物理學的彈性體振動模型發現:主動脈硬化的定量分析可由測量主動脈相對於心臟運動的延遲時間明確得知,且可用臨床使用的心臟超音波儀器直接進行測量,同時上述之延遲時間確定可由體外的胸前超音波掃描(TTE)準確測得,免除受測者的不適,及避免副作用,使得此一新方法更具方便、普遍的優點。第二,由自製的「彈性體模型」所得數據與由超音波影像所得結果相吻合,且流體的黏度不影響延遲時間,印證此新方法是可靠的。第三,本方法與臨床用的血管造影術、血管脹縮速度測量;及醫學研究用的 WK Model做比較,發現此新方法具非侵入性、能早期診斷、能定量分析、不需接觸病人、鑑別度高、可分辨性等優點,值得推廣。

讓巨人馴服地牛

為了實際瞭解不同的建築物基礎設計與處理方式不同,進而探索建築物耐震能力與隔震效果的差異性為何? 我們利用電磁鐵及電腦桌滑槽等簡易材料先自製了一模擬震動平台及具彈性節點之兩層式桁架。並將電腦連線的數位攝影機裝置於平台上, 以方便於震動實驗中同步觀測攝錄桁架淨變位之震動狀況。我們總共分有三大項的實驗, 分別研究三種的防震系統(橡膠柱防震、彈珠防震及我們所自創的新型防震)每三項實驗又分成兩小項分別研究各個實驗系統的功效與載重的影響實驗後再針對這三大項實驗來判別我們先前的假設是否成立, 並探討我們實驗的成果。

盛 "汽" 凌人

網路上有片短片,將曼陀珠加入可樂中,可樂會高高的衝出瓶外,非常神奇,於是我們決定以此作為研究主題,我們原本推測的鹽析似乎不是主因。我們參考文獻,覺得較可能是成核所造成的反應,於是往這個方向深入探討。我們發現,由於不同表面提供的毛細力的影響,所生成的氣泡大小、上浮情形皆不相同。鹽類和醣類的毛細力較小,所以氣泡小而冒得快;金屬及塑膠的毛細力則相對較大,氣泡大而不易上浮。碳棒用火烤過以後,因表面孔隙的改變,氣泡由原本的大而附著力強,轉為小而冒泡數量多。經由研究改良,汽水所噴得高度可達到 6.17 公尺,噴了兩層樓(噴到三樓),我們也製造出「汽水車」,600 毫升的汽水只需用 2.7 公克的碳酸氫鈉便能漂亮地跑出 82.25 公尺的距離!也意外發現了各種金屬只要調整顆粒大小及表面積也可在汽水中不斷浮沈。網路上流傳著幾種說法,其中流傳得最廣的是:「是因為曼陀珠含有一種叫做阿拉伯膠的化學物質。這個成分讓水分子的表面張力更容易被突破,以驚人的速度釋放更多的二氧化碳所以能噴那麼高」,但這個說法似乎是錯誤的。而其他的網友似乎都認為是「鹽析」所產生的效果,但我們最後也證實了這是錯誤的。

複眼定位器

蜜蜂複眼具有偏光天文羅盤的功能,他們即使沒有直接看見太陽,但只要看見一部分的天空,就可以知道方向。本實驗探討蜜蜂偏光定位的原理及構造,並了解昆蟲複眼偏光定位的運作機制,透過模擬且簡化蜜蜂小眼的構造,製作昆蟲複眼定位器,且實際至戶外操作測量天空偏振樣式,計算出太陽方位,藉此可作各種太陽定位運用。此複眼定位器因為是利用天空的偏振樣式定位,不會受到天氣狀況影響,即使看不到太陽,依然可以找到太陽方向,可應用在太陽定位的技術上。且不是利用地磁定位,因此可用於航空或航海方面。

倒車攝影機影像之變形校正

與傳統的鏡頭比較起來,廣角鏡頭可取得較大範圍的影像,所以廣泛地運用在很多地方,例如倒車攝影機、內視鏡、防盜警眼等,但是其影像會有很大的變形失真,容易造成人類眼睛的錯覺與誤判。本篇研究以倒車攝影機為例,使用了多項式函數來校正其影像的變形與失真,從程式實作的校正結果看來,我們的方法之效果還不錯,相信同樣的模式可用來校正其他使用廣角鏡頭的儀器設備之變形影像。

數獨酷-程式設計

藉由檢視市面上流行的數獨書籍,統計分析數獨的組成結構及其相關模式。研究探討數獨題目的數字出現個數、分布情形及其對難易程度的影響,並且引用拉丁方陣的結構特性來進行數獨規則的研究,依據所研究規則運用於數獨程式的開發,並由電腦迅速產生數獨題目,這些電腦產生的數獨題目所具有的特性,是有別於市面上流行人工設計數獨問題的。經由這個研究,將數獨程式設計的原始碼公開,以提供進一步探究更深入數獨問題的基礎。