生活與應用科學科

本校地處水泥廠附近，除需面對PM2.5超標的空氣品質外，還有水泥廠排出的刺鼻惡臭。除了蒐證檢舉外，我們也需積極的作為來保護自己。 市售口罩琳瑯滿目，對本校學生來說，透氣性好避免二氧化碳滯留影響學習；在PM2.5紫爆時可有防衛力；在水泥廠排放惡臭時也有阻隔臭味且環保的口罩是我們需要的。 透過自製裝置檢測市售口罩中CO2的漏氣率，捨棄透氣率低的材質；透過自製裝置測量市售口罩對PM2.5的阻擋能力，捨棄對PM2.5的阻擋能力低的材質，並找出合適阻擋PM2.5的熔噴材質﹔並透過聞香實驗，找到可阻隔味道的活性碳及備長炭材質。 運用創意在布口罩上加縫拉鍊，製成可替換式口罩，可以依當日空氣品質替換內層，並於活性碳內層失去功能時替換，既有效果又環保！

我們用VB編寫一套程式，將Wii Balance Board、攝影機整合成可以即時量測重量、重心變化及影像的測量系統(以下稱為WBMS)。此系統可精準測量紙盒受的重量，精準度高達99.85%。在增加紙盒支撐的實驗中，WBMS記錄的數位化資料分析發現：結構與邊框的交點最能有效的增加紙盒的承重，而且將結構有效的分配，所以位於邊框的V型支撐能圍出一個最大的有效支撐區，使紙盒承重增加。傳統單擺實驗在擺角為5度及40度的實驗誤差為0.41%及4.97%，以WBMS測量則誤差降為0.26%及0.18%，有效幫助實驗進行。在Y擺實驗中，WBMS具完美且精準的將Y擺的李沙育圖形分解出兩方向的單擺運動的功能，可運用在判斷及預測紙盒受壓力崩垮的原因及時機，可進一步發展有效的支撐回饋系統及雲端監測。

從磁煞車現象觀察發現，原來磁鐵能吸引的金屬物質並不是全部，且磁鐵對於不能吸引的銅、鋁、銀等金屬，在運動的情況下（磁場產生變化），會產生渦電流。這現象會有熱能及煞車情況發生，因此我們想從比較簡單的煞車磁現象出發，研究有沒有更貼近生活物理的工具或設備去設計一個可行的研究。本次的研究我們利用自製鋁軌逃生梯，以類似電梯垂直升降的方式，在不需要電源動力的情況下，探討配置不同數目磁鐵的壓克力逃生乘坐箱其末端加速度和終端速度的大小。進而探討配置最佳磁鐵數量下乘載不同的重量所產生的終端速度。並嘗試以阿特伍德機雙磁阻的設計，建立一個適合運用於現實生活裡的逃生梯設備。

感謝Brian Peek所提供的WiimoteLib.dll程式庫與範例程式[5]，我們將程式改寫，用來進行以Wii遙控器輔助的物體運動實驗，經由實際的測試，程式可以即時地顯示出運動物體的軌跡、位移-時間圖及速度-時間圖，相較於一般的實驗儀器，在便利性與準確度方面有很大的改善。

以簡易電池為工具，測試多種電解液的導電狀況。以科學研究步驟，分析電解液的pH值和簡易電池作用，紀錄產生的瞬間最大電壓、電流、LED燈泡亮度、馬達轉速、台車能否移動？依資料找尋好的電解液，試驗運用於替代生活玩具中乾電池的可行性。結果發現： 一、研究中電解液的pH值與簡易電池產生電量無對應關係。 二、多種電解液，滴入簡易電池，雖可以發生反應，但差異很大；其中資料顯示，某些變因似乎有正比關係，但我們的資料還不能夠支持這樣的說法。 三、取代玩具中乾電池效果表現，食鹽水、蟛蜞菊粉末溶液、檸檬汁滴入簡易電池時，比奇異果汁、橘子汁和金桔汁好。 四、應用於我們設計的教室模型中，還是以食鹽水最好，蟛蜞菊粉末溶液第二。

這是對聲音滅火－聲音隔空滅火的可行性提出探討！ 來自陳坤龍老師的一段影片，我們探討它的變因，重要的是發現它居然和“琴音滅火”有關。 以鼓式風扇取代嘴巴，飲料杯當共振杯，兩個相同玻璃杯分別當吹氣與接收端。 沒有正對燭火吹氣或是在燭火與吹氣之間有阻礙，那一定不能滅火，這說明一定要有風－氣流的影響；共振杯太高太短都不行，太高氣流進不去共振杯中，太短是風直接吹滅燭火。必須要有共振才能增加玻璃瓶口的氣流振動達到滅火效果。 最後研究以喇叭來滅火，在浩瀚的20~20KHz中找到以170Hz與它相關倍數頻率能順利滅火的。

我們從日常生活中發現了一個新奇的條碼，稱作「QR Code」，因為現在的行動裝置越來越多，為了方便快速儲存或連結資訊，有人便發明了它。我們先從QR Code 條碼的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作，接著探討改變它的各項元素：定位點、形狀、面積、容錯率以及測試讀取裝置的解碼軟體和鏡頭畫素，最後我們將這樣的符號運用在校園中，並實驗可能發生的狀況，用來瞭解這種新世代的條碼跟以往的條碼有什麼不一樣。

在利用植物纖維製成手抄紙的過程中，我們做了幾個簡單的變化，增減輔助劑的量時發現，添加輔助劑可以改變紙張的觸感跟外觀，也同樣可以增加紙張的韌性，但過多的輔助劑並不會增加紙張的韌性；製程中纖維的長短也會影響紙張的外觀與韌性，長纖維所製出的紙張較粗操及有韌性，反之，短纖維的紙張則較為柔細與易斷；添加合成紙可以使手抄紙張變得堅硬有韌性；若纖維浸泡過漂白水所形成的抄紙外觀與手感與韌性均有改變，浸泡時間愈長，對上述的影響也愈大。

五年級學到透鏡單元時，對雷射一字光的實驗器材感到興趣，在拆解並隨意掃描後，發現光對物體的反應時突發奇想，看看能否自製立體掃描器？於是便針對物體表面的顏色、高度、弧度與震動情形，對各角度與型態一字光投射的影響，在設計與進行實驗後發現： 1.物體表面的顏色、高度、弧度與震動，都會對不同形態的一字光投射造成影響 2.利用一字光，對物體顏色與高度的反應，發明了立體掃描器與光測滑鼠尺 3.利用一字光，對反光物體弧度與震動的反應，發明了曲面弧度測量器與三維測震儀沒想到利用簡單的雷射一字光，對不同型態物體的掃描實驗，不僅解決了我們對掃描原理的疑惑，過程中還驚喜連連，意外設計出許多有趣的發明，真可說是小兵立大功呢！

風力發電是將風能轉換為電能的一種發電方式。以風力發電來節能的構想，可能由於能\r 源短缺，環保節能概念的提倡，近年的科展作品很多，市面上也有很多販賣自製的風力發電\r 機的產品，放在家中頂樓的地方來儲存電能，而我們的科展主要是想探討葉片如何設計才能\r 得到最好的發電效果，所以實驗過程主要是在探討葉片的迎風角度、形狀、數目、面積大小\r 對發電效率的影響。藉由轉動的原理，我們估算出葉片的迎風角度在0 度至45 度之間會有最\r 佳的轉動效果，經由實驗的測試發現葉片迎風角度在20 度左右，可以得到最佳的轉動效果；\r 也由轉動的原理，在相同的風力下，轉動慣量(由葉片質量及葉片距轉軸距離所決定)愈小轉\r 動會越快，實驗後也可得知葉片形狀、數目、面積會影響到發電效果，最後找出發電效率最\r 佳的葉片來製作風力發電的手機充電器。