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生活與應用科學科

酷筆

同學間流行使用Pilot 可擦拭魔擦筆,經研究後發現魔擦筆墨水含有感溫粉,會因摩擦\r 生熱而溫度升高至59℃以上時導致墨水顏色消失,在0℃以下時會恢復顏色。而放進冰箱\r 冷凍區就可以恢復筆跡。\r 實驗中,我們用安全又易取得的膠水,加上黃色水彩及紅、藍色感溫粉調和成使用的\r 墨水,最佳比例為黃色膠水:紅色感溫粉:藍色感溫粉=3:1:1。且由筆跡顏色變成黃色\r 可知熱湯可能燙手或燙嘴(44℃以上);當顏色呈現咖啡色,表示容器內的溶液還未退冰(19\r ℃以下),最好等到轉變為墨綠色(20℃以上)時再健康飲用。我們可以利用安全、經濟的\r 冷熱兩用之「酷筆」,畫在不同材質的容器上,以達到提示熱燙、退冰的效果是值得推廣。

三輪車載得重,輪子鋼絲交叉真堅固

我們為了要知道腳踏車輪子內的鋼絲為什麼要交叉排列,還有怎樣製作的輪子才會較穩固,而做了許許多多和輪子相關的實驗,其中我們覺得鋁條傾斜角度不同和交叉格數不同的實驗很特別。因為我們發現單邊傾斜(無交叉)的角度越大,輪子的載重量越小;但交叉格數越多時,載重量反而越大。另外,軸中間距不同的實驗也很有趣,因為軸中間隔的距離既不能太短,也不能太長,這點是我們在實驗前沒想到的。我們最後還利用之前每個實驗中最穩固的一個輪子和硬水管做了一台三輪腳踏車,並且讓一個較輕的人去騎騎看,也讓我們瞭解到了柔軟的鋁條只要互相交叉排列起來,就能夠支撐很大的重量。

引風入洞

由於影響大型戶外廣告看板支架承受力的因素太多,如:風力、風向、支架的材質與結構、透氣孔的面積、分布、大小與形狀…等。在跟老師討論之後,我們決定去除風力、支架的材質與結構、及風向等變因,只專注於探討看板的材質、透氣孔的形狀、透氣孔的面積、透氣孔的切割方式等變因,對廣告看板所承受風力的影響,進行一系列的研究。而且為了控制風力的這個變因,我們特別自製了一個簡易的風洞。另外,為了測量出看板所承受的力,我們更是絞盡腦汁,設計製作一個測量平臺,利用彈簧的伸長量和長尺,來測量看板所受的拉力。綜合以上,將本次研究分為三個主要的部分來說明:一、鷹架看板的現況調查。二、鷹架看板材質的研究。三、鷹架看板透氣孔形狀、大小、分布的研究。

雙軸阻尼振盪及其在電學光學和力學上的應用

本研究的目的是要發展出一套簡單可靠的方法和廉價自製的器材,在實驗台上即能有效觀測和分析雙軸阻尼諧振。我們小組研究阻尼諧振配合李沙育雙軸振動理論發現其無論在力學上、光學上、電學上、工程上皆有許多應用價值。

識破你的「蛙」言巧語

在本篇研究中我們運用現有人類語音處理技術中的能量法與梅爾倒頻譜分析法,發展出了一套利用蛙聲來自動辨識其品種的系統,首先,利用能量法萃取出蛙聲中的音節,然後從音節中計算出梅爾倒頻譜參數 MFCC,利用這些音節之梅爾倒頻譜參數序列建置起台灣地區 32 種蛙類聲音的特徵資料庫。待辨識之蛙聲進入辨識系統後,也可以同樣的方法來處理,取出其各音節的梅爾倒頻譜參數序列後,再透過蛙聲辨識的方法與資料庫比對而得到辨識結果。從程式的實作與辨識能力的測試中得知,我們的方法可以在很短的時間內就獲得辨識的結果,而且可以百分之百地精確辨識出所有的測試蛙聲。

霧裡看花之多少

霧真的是只有美和浪漫嗎?我們試著探索霧的原貌,以揭開它美麗的面紗。經過近半年的探索和紀錄,終於發現它不純然是浪漫和優質的。臺灣的「霧」大都出現在冬、春兩季,會隨氣流四處飄移,行車不僅具高危險性,更易發生交通事故,造成重大傷亡!另外,霧對於供電系統的災害也很大;而霧所引起的大氣污染,對人體健康的危害更不容忽視。為此,我們試著找出簡便的防霧之道,以確保安全。最後選擇經濟又方便的清潔用品,發現一些可以防霧的清潔劑。其中洗衣精、洗衣粉、洗碗精等三種清潔劑,是經實驗證明可以防霧的。希望我們小小的發現,可以為生活帶來一些便利性,也可以為民眾提供另類的防霧之道。

酵素洗衣真速效

我們先分析污垢的成份,了解污垢是以不同的方式附著在衣物上,同時也分析各種不同材質的衣物對於污垢的吸附程度,污垢對純棉吸附力最強。再以酒精浸泡的方式製作不同植物酵素,研究各種植物酵素對於衣物的去污力,為判斷污垢清潔後的乾淨程度,我們利用樂高機器人中的光源感應器來偵測污垢顏色的深淺。結果以番杏、青木瓜及蘆薈的效果最好,所以製作了混合酵素。利用膠水和小蘇打粉加入混合酵素中,讓混合酵素可以藉由事先塗抹的方式讓污垢能在一開始就先分解,而不會深入布料纖維中固著住而不易清除,就可以使污垢更容易被洗掉。

躍然幕前-立體影像拍攝條件之探討

本研究建立視線三角形之模型,用於推算拍攝立體影像時兩鏡頭的最大間距,並預測立體影像凸出螢幕之距離。接著拍攝並編輯用於立體影像觀測實驗之影像對,以觀看對照示意圖的方式,量化不同拍攝與顯示條件下合成效果的差異,最後透過受測實驗的進行找出人因上的限制條件與數值,並驗證模型。經本研究可推知,影像凸出效果主要受兩眼影像顯示距離影響,可由沙漏形視線三角形模型預測並進行調整與控制;欲拍攝可舒適合成之立體影像時兩鏡頭之最佳間距約為6公分;改變影像尖銳與平坦程度的因素主要為角度資訊(含鏡頭間距與拍攝角度)及顯示時兩影像的距離;利用兩可旋鏡頭拍攝可改善平移兩眼影像時造成的變形,使影像尖銳與平坦程度更符合真實情況。

有趣的車子

自然課程中對於「運輸工具與能源」的探討,使我們對於車子的製作產生了極大的興趣。後來參加了中華創意發展協會所舉辦的比賽,學習動力系統的製作和電路的連接,我們決定親自製作一台四輪車,設計實驗來探討車子的機能性。在實驗中我們設計了各種不同形狀的車輪和不同性質的路面來探討車子直線前進、爬坡等機能性,並且探討動力系統和電力系統的串、並聯對於車子機能性的影響。另外我們還運用電池盒的配置來探討重心位置對於車子爬坡機能性的影響。最後,我們已不同驅動方式來探討車子轉彎的機能性。希望透過這些車子機能性的探討可以提供車子駕駛人參考。

亮!不亮?要你好看!!

七彩LED是各色分明,非常省電的劃時代光源,易於控制的色彩變化帶來各種應用尚待挖掘,但是發現LED混光混色的複合變化難以掌握其配色規則與注意事項,造成創作的困難。 本實驗先把單色LED發出的三原色光(及其混光)穿透過或照射於不同材質中的色料(紅,綠,藍三色及其混色)得到混合效果,歸納出規律性。目的將所學的一般混光與混色規則,在LED領域做進一步推展,並比較透射與反射兩種模式,找出通用準則與技巧。 然後採用各種素材,配合人眼辨識視覺原理將平面的靜態圖形轉化成各種動態化影像與文字。 最後推演出數種應用設計,來驗證超低耗能的LED可以應用在視覺效果的產品上,未來甚至可能取代部分高耗能的霓虹燈或廣告看板。