全國中小學科展

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最佳創意獎

超炫星象儀

利用習作附件的星象圖及方位仰角標示板,當做改良式星象儀的基礎。先調查同學使用星座盤的問題,並針對問題設計觀察鏡筒,改良字小的問題;並用玻璃紙及光源控制盒模擬夜間星空的景象,使同學容易辨認星座。以問卷調查同學操作第一、二、三代星象儀及市售星座盤的優缺點,並依此逐步修改,完成拆裝方便、價格便宜的第四代改良式星象儀。

薄膜組成粒子間的競力秀

洗滌用的界面活性劑分散系,沾在管口用氣吹它,會生成泡泡,沾在對稱結構的框上,會產生特定形體的薄膜,雖然泡與膜是截然不同的形態,但影響各自形態的變因,可設計為比較分散系表面張力大小的方法,並藉以探討各種分散系表面張力與濃度間的關係,本研究中發現它們的變化趨勢,與分散質的分子結構有關;市售的皂類與合成清潔劑兩大類的分散系,濃度與表面張力的變化趨勢,恰好相反。在本研究還發現一個特別的現象,同種分散系在立體框上產生薄膜,其總面積大小與表面張力大小關係,和框的形狀有關;正立方體的框,薄膜面積愈大表面力張力愈小;正三角柱的框,薄膜面積愈大表面力張力愈大。

示波器動畫

示波器,替代我們的雙眼,深入電路,呈現最真實的電壓信號。連結CH1,將輸出訊號以閃電般的光束穿梭在電路和示波器之間。這回,不再是週期規律的正弦波,更不是排列縝密的方波,而是一場前所未有的視覺饗宴。若你對示波器的定義,只不過是台工具罷了,那可就大錯特錯了,我們將一段經由策劃、計算,轉換而成的音訊信號輸出,打破以往的觀念,經由示波器顯示,引領各位重回7O年代以單調色彩、詼諧內容所發行的黑白電影,讓電波活靈活現,在屏幕上放映著未對外公開的大作。

我真的抓得住你-腳踏車剎車動能能量的轉換

本研究利用腳踏車剎車時的能量,設計製作轉換成電能的裝置,創造一台發電儲電的環保腳踏車。經過多次的改良,我們完成了有效的方法,將腳踏車剎車時的動能轉換成電能,也能輔助剎車系統的剎車效率,達到「綠色能源」、「節能減碳」的目標。現在大家追求節能減碳,能夠一邊騎一邊發電、充電的腳踏車裝置越來越多,但是我們發現市面上這種可以一邊騎一邊發電的腳踏車裝置,其能量主要是我們多費力造成的。而我們的作品是利用腳踏車剎車時本來的動能因摩擦變成熱能所應浪費的能量來進行發電,這樣不但不會比較費力,而且是把本來會浪費的能量收集起來使用或儲存,達到真正節能的效果。我們最後成品『電輪3代』發電盤與摩擦盤合而為一,模組化的型式更有實用價值。

一葉知秋 ─植物生長環境條件對其葉片維管束比例之影響

年輪學是研究樹木莖部年輪變化與環境條件關係的一門學問。葉片與莖相同都是植物的重要部位,莖會受到環境影響而形成年輪,那葉片是否也會因為環境的差異,而會有結構上的差異呢? 我們嘗試收集各種植物的葉片的顯微切片照片,利用影像分析軟體Image J來計算其維管束在葉片橫切面上所佔之比例,再與該植物的生長環境因子進行比較,了解其間的相關性。 研究結果顯示,年雨量與維管束所佔比例之相關係數為0.370,結果呈現為中度相關。而利用ArcGIS取得之全球圖資進行疊圖分析後發現,在相對乾燥的區域(年雨量10%者佔了76%,由此可知年雨量與植物葉片的維管束比例有著相關性。

碘鐘反應的電場動力學

影響反應速率的變因甚多,有反應物本質、濃度與接觸面積、反應時溫度、催化劑等,有的影響大、有的影響小,本研究中我們選擇電場作為主要觀察變因。因為碘鐘反應是好的化學動力論的觀察對象,在時間的測量上較為精確且顏色改變明顯易辨認反應終點,經由實驗,我們得到電場大小對反應活化能的影響趨勢,以及其他在反應上的特性。

客製化警示出口證

現今大樓每樓層以及每間房的出入口都會有避難逃生指示燈,本組觀察了許多地方,所表現的出入口逃生指示燈,似乎沒有太大變化,也沒有人願意把此指示燈改變更豐富化一些,而本組重新設計,不光只有燈光,應該再額外加上聲音警訊以及回饋機制,故本組決定開發此一設備,以維護真的發生在你我週遭之天災人禍時,可以因應不同的意外災害來進行避難時應有的應變措施,把傳統制式避難逃生指示燈徹底改頭換面,不僅要多樣性、還要特製化,可以提供一般住宅區或商業大樓使用,更可以推廣至工業用較易發生工安意外地方使用,而設計此一產品目的是使本產品真的可以提供給每個不同需要的人,可以立即獲得所需安全性且有保障的提供指引到下一個更安全的地點。

燃起希望之電

目前商業上,由於石油隨著時間不斷減少,帶起研究替代能源的風潮,燃料電池為近代訊束崛起的一項發明,花一些時間深入了解後,在電池的組成和燃料上,都引起了我們許多的疑惑,所以我們先試著組成一個模型,後再探討燃料對電池的影響,後根據實驗過程中,產生的問題加以研究改良,在我們的研究過程中,發現了許多可以研究的方向和發展的問題,也由於我們剛接觸燃料電池,所以我們再研究時的問題應該和大眾有的問題雷同,這份報告可以供給對燃料電池有興趣的初學者閱讀並了解燃料電池。

迷霧森林-銅樹銀枝的微觀探討及初步碎形分析

本研究以生物學研究器材(立體顯微鏡)一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界;又以數學分析(碎形理論)計算金屬樹維度;再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。銀樹在不同介質(濾紙、洋菜凍)的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類,碎形維度1.77±0.17;銀樹似枯枝狀,維度1.65±0.04。顯微鏡下,紅褐色銅樹如珊瑚,銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀,則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式(平放、斜插、直插)而有差異。本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算,誤差很小,值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。

大樓結構聽診器?-利用震波來監控大樓結構改變之方法

本科展計畫是想發展出新的監控大樓結構改變之方法,目前階段是先用模擬建築物來觀測,我們將模擬建築物置入水浴槽中,將水浴槽模擬震源發震,來檢測模擬建築在各事件及各樓層之波形,將得之波形數值化,並用數學相關係數來分析結果。結果可分為三部分:一、同一事件中,樓層越高,其波形振幅有被放大之效應,且在各事件中各樓層間的相關係數幾乎是很高度相關。二、由各樓層中破壞前與破壞後事件互相比較時,皆顯示為很低度相關,因而反向推論,當前後事件波形改變,可能建築物的結構已改變。三、是否能用各樓層破壞前與破壞後波形振幅有放大效應,來判斷破裂面所在位置,是未來延伸方向。