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最佳團隊合作獎

以Hα、K-Line、UV、Soft X-ray波段太陽影像試求太陽光球層之上的徑向較差自轉

本研究以網路上Soft X-ray、UV195 A、Hα、K-Line波段太陽影像和MDI太陽影像上黑子、光斑經度位置的逐時變量,試求太陽自光球層以上各層(光球層→色球層→色球-日冕過渡區→日冕層)是否有越高層轉速越慢的現象?在求黑子、光斑位置方法上,曾利用1.傳統方法以太陽面經緯度圖套量列印的觀測圖;2.掃描太陽面經緯度圖→透明化→套疊網路提供的太陽影像,於螢幕中讀出位置;3.由PhotoShop軟體讀出黑子、光斑位置,再以(1)台北市立天文科學教育館和Peter Meadows提供的黑子位置計算程式;(2)在EXCEL軟體中套用日面座標等公式來求。結果:1.在大量觀測圖的位置量取上,用3.(2)方法較省時、省紙墨,且誤差減小。2.在徑向較差自轉的探討上,不管在哪個緯度,自光球層以上都有各層轉速不同的現象(徑向較差自轉現象),但並非越高層越慢,而是在大部分緯度處呈現 光球層高層→色球層→色球-日冕過渡區→日冕低層 (加速或同速或減速)→減速 → 加速 的快慢交替現象。

咖啡大戰,『原』力覺醒~探討咖啡中的綠原酸

為什麼咖啡會有酸的味道呢?經查資料後發現咖啡中含有一種抗氧化性強的物質~綠原酸,這引起我們的好奇。於是透過資料蒐集與文獻探討,深入的認識咖啡豆及其成份,瞭解綠原酸的特性及萃取、檢測方法。接著透過操縱萃取方式、溶劑、不同乙醇濃度及反應時間等變因,以實驗證明不同烘焙程度的咖啡豆的綠原酸是否有差異?接續又進行綠原酸的抗氧化測定,以及探討綠原酸在日常生活中的應用。由研究結果我們推論抗氧化能力較佳為輕烘焙咖啡。

e化家庭醫療、保全、節能之系統整合應用

本作品完成一個遠距醫療、節能家電控制、保全監控系統的整合設計。實作時電腦安裝監控卡及攝影機,使用遠端電腦連線技術使監控區域影像透過網路傳遞到遠方,同時,利用電腦控制技術配合光感測器、溫度感測器及三軸加速器,可以用來量測心跳、溫度以及運動量,具有即時偵測、監督、儲存的功能,而且透過煙霧、瓦斯感測器、人體感測器與攝影機可達成保全的功能。此外,利用電腦IO控制技術可在遠方操控監控區域內各種電器產品之開關,包含電視、廣播系統、除溼機..等。因此,可以遠距或定時開與關,具有節能、省時且便利的功能。本研究主要是提供一個新形式的整合應用,將醫療儀器、家電控制、保全裝置整合於一套設備中,功能完備且經濟實惠。

發燒中的地球

本研究針對大氣重要成分O2、H2O、CO2及汽機車廢氣進行溫室實驗,以確認大氣中是否真實存在溫氣體。另外對綠色植栽也進行類似的探討。最後對溫室效應與大氣作用的差異性做一簡單的釐清。分析顯示,大氣中水蒸氣是最重要的溫室氣體,對長波輻射(約地表溫度)有極佳的吸收能力,對於地球的保溫有最大的貢獻,因在大氣中比例變化不大,雖是溫室氣體,一般認為與地球暖化?直接關係;CO2對長波的吸收雖不及水蒸氣,但工業化後的大量排放確實是造成地球暖化的主要因之一;O2對長波的吸收不明顯;汽機車廢氣對長波也有不錯的吸收,對抗地球暖化對汽機車廢氣的控制也很重要。綠色植栽對地表溫度的穩定扮演極重要的角色,熱帶雨林面積的急速減少也是地球暖化重要因素。溫室與大氣主要的差異在於溫室熱空氣的堆積,溫室雖比一般大氣多了上層熱空氣的輻射作用,溫室效應一辭仍適合用來表述大氣中地表因溫室氣體所產生的增溫現象。

穩定磁場中帶電離子的移動速率

帶電粒子在均勻磁場中的移動,會受到磁力的交互作用,藉以改變電解質的濃度、磁場強度以及電解液中的電流強度,溶液中的帶電粒子便會產生不同的移動速度,經由簡單的實驗設備,讓溶液中的電子受磁力作用進而偏轉,再去藉由所量測的時間以及圓周運動的圓周長藉以推算出電解質在磁場中的移動速率,推論出,當離子的移動速度越大以及外加的磁場越強,溶液中帶電粒子本身的因磁力所造成的向心力也就越大。且電解質溶液導電後,在不同濃度時測量其電壓及電流來討論電阻值與不同濃度間的變化關係。

橘捲葉蚜〈Aphis citricola〉的研究

去年十一月下旬,偶然發現教室外花台裡的大花咸豐草好像生病了,許多枝條和葉子都扭曲了起來。仔細察看了好一會兒,才發現枝修和葉子上滿佈著黃色的蚜蟲。剛好生命科學課正在學習「植物的養分運輸」(上冊第三章第四節),老師說過,就是拜蚜蟲之賜,生物學家才得以分析並了解在植物篩管中運送的物質。這引起了我們研究蚜蟲的興趣,我們很好奇這些毫不起眼的小生物如何覓食?如何繁殖?如何躲避天敵?於是我們展開了以下的研究。

非理想狀態下Newton's CRADLE(牛頓擺)能量傳遞與單擺週期的探討

探討在非理想狀態下影響1.牛頓擺碰撞之能量傳遞與2.單擺週期的因素。在牛頓擺實驗中,拉起一側的鋼珠,當釋放時,鋼珠(擺錘)將重力位能轉換成動能,並經由與其他鋼珠的碰撞而將能量逐步傳向另一側,使得另一側的鋼珠因能量增加而擺動,且撞擊顆數洽與談起顆數相同,然後鋼珠又延反方向撞回,如此反覆傳遞能量,史牛頓擺持續的擺動。但因能量不完全傳遞,以及鋼珠彼此間的摩擦、空氣阻力的影響等因素,使兩側的鋼珠擺動振福因能量減少而逐漸變小。在此討論撞擊與被撞顆數(擺錘)、擺錘質量、擺錘能量、擺錘種類、擺長,對其碰撞(能量傳遞)次數的影響。在單擺實驗中,單擺每次擺動皆因擺錘與空氣阻力的摩擦而消耗能量,使擺動的振幅與高度會漸漸減少。在此討論擺長、擺角(小於5°)、擺錘大小、擺錘種類及空氣震動的激烈程度對週期的影響。

費伯那西?盧卡斯?向日葵到底愛誰?

利用生物的幾何性質,歸納出生物成長的特殊規律性與數學幾何的密切關係。再針對菊科類植物花盤內螺旋線數量的獨特性質,去探討並推論其順、逆螺旋線數和費氏數列( Fibonacci Sequence ) 以及盧卡斯數列 ( Lucas Sequence ) 的特殊相關性,及其形成此規律性的原因。並藉由Maple執行各種不同發散角所模擬的花苞生長情形,來解釋為何黃金角是造成花苞排列緊密的最佳發散角。

碎形的~相似圖形的規律探討

我們一開始從雪花繁複又有規律的圖形得到靈感,並尋找了一些水結晶成冰、霜的圖片,發現其形狀雖然複雜,但皆同時具有「相似」及「無限規律」的特性。因此便以這兩者為方向,找尋符合此特色的圖形進行討論及研究。其中我們將它們分為兩個單元:(一)不斷向外/內延伸的內切/外接圖形;(二)相似形重覆以規則方式相疊的碎形。我們的研究方式是先以較簡單的內切/外接圖形為基礎,再針對一些參考資料上較常見的基本碎形圖案(如三角形相疊成為星形...等)進行演算。有了上述的經驗後,便可以開始對碎形的形狀等特性進行變化,進而製造出我們有特色的碎形,並探討其圖形間奇妙的關聯性。

生「柴」有道--米酒、廢油變柴油

自工業革命至今,人類對環境的迫害早已超過人類有文明以來的程度,石化燃料的使用甚至到達氾濫的地步,而石化能源的蘊存量日漸減少,科學家估計再 40 年人類會將所蘊存的石油耗盡,沒有了能源,難道所有的動力都將停擺?答案是否定的!生質柴油,顧名思義為來自生物性的柴油,它源自於自然的油脂,如:家庭廚餘所剩的油以及一些植物脂肪、動物脂肪、及其它脂肪酸…等。因此,生質柴油沒有能源危機,更是取之不盡,用之不竭,來自於天然。生質柴油(甲基酯)的反應原理是根據有機化學課本 12-1 酯類,當酸與醇在強酸或強鹼當催化劑下加熱,即生成酯類。本實驗是以油脂與甲醇、乙醇,利用氫氧化鈉作為催化劑反應製成「生質柴油」,當油酯/醇之莫耳比為 1/6,而氫氧化鈉的量控制在 0.5~1%為最佳結果。另外我們發現:高純度的米酒不但可以作為製作生質柴油的原料,還可以直接添加至生質柴油中製成「米酒生質柴油」,這便是一個可自然再生的新能源。