全國中小學科展

最佳創意獎

創新型DSSC積木應用

科技的進步和生活品質提升,加上新鮮人的創新想法,品質上追求使用壽命和損壞的機率降到最低,本作品有DSSC積木創新應用、DSSC積木娛樂。為了節省能源又要讓廣告亮眼突出,我們研究製作一套搭配LED和太陽能板的結合作出的廣告看板。 利用自製的染料敏化太陽電池做為積木創新作品,搭配程式控制電路顯示英文字母【L、E、D】、娛樂玩法【一點、二點、三點、四點、五點、六點】和使用一個大區域電路可搭配不同染料顏色區別【紅藥水粉紅面、紫藥水深紫面】為作品創新與娛樂積木應用;希望透過程式控制外,加上染料敏化太陽能電池來增加壽命並提升使用的時間。

海洋酸化對噪音傳播的影響

低頻的噪音能夠順利的穿透海水,而中高頻的噪音因為無法穿透,而音量明顯的比較低。當海水開始慢慢變酸,酸鹼值從8.4降到6.8時,低頻噪音的音量會逐漸變大,而中頻噪音不會有明顯變化。水溫增加時,低頻噪音的音量也會隨著變大聲。因此,當海洋逐漸變酸,酸鹼值及水溫的改變,會讓低頻噪音的音量變大,而影響海中生物。大氣泡袋對於50Hz、150Hz、1000Hz和1000Hz、2000Hz、3000Hz有較好的阻擋效果,主要原因是聲音進入空氣和海水等不同物質造成損耗,以及凹凸不平程度大增加摩擦力因而消耗聲音的能量。

給我360~其餘免談

本研究目的在瞭解正四面體隨意剪開後的展開圖,為何能拼貼成平面鑲嵌圖形。我們發現圖形間組合的部位,要構成360度的圓周角,才能形成一個緊密、無空隙的平面填充圖形;如果立體圖形展開圖是正多邊形或凸四邊形,隨意剪開後的展開圖,拼貼後必能緊密、無空隙的鑲嵌成完整的平面填充圖形。正四面體剪開後的展開圖進行平移、旋轉後,不規則的展開圖能復原成正三角形和平行四邊形(凸四邊形)兩種符合鑲嵌原則的圖形,展開圖必能拼貼成平面鑲嵌圖形,展開圖間組合的部位及鑲嵌的方式都一樣,具有規律性;正六面體的展開圖不是凸四邊形或正多邊形,不符合鑲嵌原則,相鄰兩個面展開後產生的位移情形,及圖形周圍和裡面形成的角度為90、270度,導致剪開後的展開圖有許多變化,無法緊密的鑲嵌。

N邊形內一定點與其頂點連線的神秘戀曲

本篇文章主要討論平面上三角形一個幾何定性性質的推廣,我們考慮的原始問題如『引理一』所述,即『一個三角ABC內部有一定點P,連接直線AP、BP與CP分別交BC、CA與AB三邊於P1、P2與P3三點,則PP1/AP1+PP2/BP2+PP3/CP3=1成立。』我們發現此結果在正2n邊形與正2n-1(n≥2 )邊形中也有相對應的推論,只是定值不再是1,而是會隨著邊數的不同而有所改變,我們可以表示出數個比值相加後之定值的一般化公式。此外,我們亦考慮非正多邊形的情形,但我們發現任意多邊形內的一點P並不再完全保有這個性質,僅有部分的P點可以維持這樣的性質。另外,我們亦將『引理一』推論到空間中的『任意四面體』、『正六面體』與『正八面體』,至於『正十二面體』與『正二十面體』上的推論尚在努力中,而任意多邊形內具有這些性質的所有P點所形成的軌跡也是我們接下來想要探討的問題。

智慧型節水供水系統

冬天能洗個舒服且讓身心放鬆的「熱水澡」是很幸福的,可是一般我們在淋浴時,都會先開啟水龍頭讓水慢慢變熱,但你是否想過,在冷水變成熱水之前的那些冷水去哪呢?好像是流進排水溝全都浪費掉了。目前很少有任何一款市售的產品能夠瞬間就加熱到適當的溫度,這也就是「即熱式電熱水器」的缺點。為了節省大自然的水資源,一個嶄新的「智慧型節水供水系統」應運而生。在此,我們建構一個以單晶片為核心的微電腦控制系統,使其能有效地控制管路中的電磁閥,再加上溫度感測裝置能讓水溫達到我們所設定的溫度之後再行出水,未達溫度的冷水也能儲存回流之後再使用,這樣不僅可以解決熱效能不彰的問題,又毋需忍受那濕冷的感覺,也不會造成水資源的浪費。

居「心」叵測的「姬」捕行動

校園常見的日本姬蛛結的是立體網而非平面網,但對姬蛛的立體網與其捕獵行為的了解很有限,我們於是進行調查與實驗。觀察野外蛛網的主要特徵包括:結不規則錐體網、網中有開口朝下的遮蔽物及立網下方有底網。測量野外的蛛網,發現姬蛛多棲息在左右和前後置中處,但僅一半有高度置中。若用方形容器飼養姬蛛,則姬蛛棲息在蛛網立體空間對稱的中央位置。從幾何概念推算,發現姬蛛多棲息於趨近於錐體網剖面三角形的內心處,此位置到三邊的距離最短,有利於察覺與快速捕獵。錐體網具傳遞振動、有效纏繞獵物和低穿透率的特性,而綿密的底網則可防止獵物掉落,皆能增加捕獵率。故日本姬蛛有絕佳空間概念且能依獵物狀況採取不同的捕獵策略,真是聰明啊。

卸貨系統安全裝置研究

近年來因人為疏忽,而被卸貨車所夾傷甚至致死的相關工安意外新聞層出不窮,原因出在於,此類車子上的卸貨系統,沒有建立足夠安全的防護措施,所以本研究運用超音波感測器,製作偵測碰撞的裝置,設計相關的防護措施,防止類似事件發生。 本研究為了能有效取得車子與目標物間的安全距離,主要的工作在於調整超音波感測器擺放的角度。而擺放角度的調整依據,是利用三角形的相似定理求出對邊長度,即人與車間的距離,再利用餘弦定理求出值,最後利用反餘弦公式得出擺放角度。 從本研究結果得證,此裝置能測量安全範圍並提供警示功能,可用於貨車上的卸貨系統,加上防護貨運人員安全的功能,降低工安意外的發生機率。