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最佳團隊合作獎

主動式自動頭燈系統電路之設計及改裝研究

在夜晚,駕駛者必須依賴汽車頭燈系統才能清楚看見前方周圍之人、事、物。所以,頭燈系統是非常重要的。駕駛者卻可能忽略了這個重要系統,而在該開啟時卻未開啟。最後拿到罰單,甚至導致車禍發生。本研究首先利用兩個光敏電阻,分別感測上方及前方之照度並轉換成數位訊號輸入 8051 單晶片,以供程式判別。其次,設計光源轉換電路並配合照度計以記錄外界光源與轉換成數位訊號之關係。最後,使用 8051 單晶片以較彈性之方式控制頭燈系統,主動式地依據外界光源以適時點亮小燈、近光燈及遠光燈。

「油」然而生的橋樑科技-探討生質柴油之製造條件與對柴油引擎廢氣排放之影響

本研究探討重點有二:一、以市售沙拉油及營養午餐業者之廢食用油為原料,個別添加不同比例之甲醇鈉溶液,探討其轉脂化之最佳條件。經實驗顯示,沙拉油製造生質柴油以沙拉油1000ml、甲醇150ml及氫氧化鈉5g進行轉脂化反應最佳;而廢食用油製造生質柴油則以廢食用油1000 ml、甲醇180ml及氫氧化鈉3.5g之條件最佳。二、在市售柴油中加入一定比例之自製生質柴油,進行引擎廢氣排放檢測。結果顯示,其廢氣中碳微粒、碳氫化合物及氮氧化物等有毒廢氣之排放量,均較市售柴油為低,而一氧化碳之排放量於引擎高轉速時亦較市售柴油為低。本研究之實驗過程與成果,可做為教學之重要參考範本,並提供交通與環保主管機關做為制訂與修改法令之參考依據。

紙洞乾坤

這原本是一個科學遊戲,盡量讓紙張伸展開來,卻不會弄破紙,除了發現其中有許多強韌的支撐點外,還利用許多數學規則來解開影響紙張伸展的因素,並發展出估測長度的最佳方法。從遊戲中學習數學,生動有趣。

高『彈』闊論

本研究是探討網球、乒乓球、高爾夫球及壘球在不同條件下的反彈情形,並比較其反彈係數。球的反彈係數與質量沒有明顯相關;而地面的性質對軟式網球影響最少,對高爾夫球及乒乓球的影響最大,且在磁磚地面上,各種球之間反彈係數差異大,反而球落在塑膠墊上,反彈係數平均值降低。乒乓球的密度小,反彈係數與原始落下的高度成負相關。乒乓球在各種溫度的反彈係數變化都是最小的,軟式網球加熱後的變化量最大。軟式網球在粗和緊的線做成的自製球拍表現最好,使用40cm×40cm的大拍面打軟式網球,最適合年長者。我們可以利用高爾夫球代替榔頭簡單檢測瓷磚的鋪設是否有瑕疵,因為磁磚下方若是空心的話,高爾夫球落下地面時會發出可怕刺耳的聲音。

階梯路線大問哉,「階階」輾轉舉證來

本篇研究首先針對「登n階層的樓梯,每一次跨1~m階登樓梯總方法數」深入探討,而先建構樓梯法則,則可得到生成路徑圖,如此可推得轉移矩陣與方法數矩陣,最後得出總方法數,再推廣若一次跨任意階,推得其方法數的遞迴關係式,同時再建構跨p~m階樓梯法則,必存在生成路徑圖與轉移矩陣,因而求得總方法數。另外探討指定步數總方法數,其分佈呈現斜方向巴斯卡三角形係數。接著探討費氏數列(Fn)其彼此項數間具有因倍數的關係,並探討每一次跨1~m階所成樓梯數列每一項除以一正整數k後為餘數數列,探討其循環節個數的規律,同時每一項除以k後餘數數列呈現循環數列與有序性的餘數數列。最後建構樓梯數列對應立體幾何圖形,呈現直觀看到立體樓梯作為本篇的應用範疇。

太陽『矽』希望-太陽電池的研究

能源危機帶動太陽電池發展,卻受制於難以進一步的提升效率,因此,我們研究其結構與基本性質,如:不照光時的順、逆向偏壓、導通電壓及照光下不同照度、光源、太陽電池種類填充因子的比較,並了解不同負載下的最大功率。隨著實驗的延展,探究照度、入射光的波段、入射角度及經大氣層厚度對太陽電池的影響。經過數據分析及研究之後,我們發現太陽電池確有PN二極體之特性,導通電壓約為0.7伏特、太陽電池的填充因子,以單晶矽為最佳,其次是非晶矽、另外,陽光比單槍的光源更適合太陽電池工作。以濾光片將特定波長以下的光線濾除,並推算出能隙。另外,電流的大小與入射角之cosθ成正比,這也是為什麼太陽能板必須旋轉而使陽光保持垂直入射。

帥(Ceva)!孟(Menelaus)想變立體

我們發現 一、Menelus、Ceva定理亦可應用於平面的凸多邊形與空間中的多角錐, 且結論彼此有高度關聯性。 二、(一)、能畫出三角錐內部7條線段共點及內部6個△亦共於此點的方法。(二)、若三角錐中的任一個△之任2條線段的比例為已知,只要再任給剩下[25-(2+4)]=19條的其中1條線段比例,必可知所有25條線段比例! 三、(一)、正四面體的外接球球心及內切球球心均為同一點I。(二)、 (外接球半徑):(內切球半徑)=3:1 四、(一)、Menelus、Ceva定理『大和解』的△跳法可推廣到三角錐。(二)、三角錐內部7條線段共點的結論可應用於在已知空間中任意相異四點P1, P2, P3, P4 (任三點不共線)的條件下, 證明出若此四點P1, P2, P3, P4 共平面AP1/P1B?BP2/P2C?CP3/P3D?DP4/P4A=1

78快樂向前「行」

本研究是從自然與生活科技領域中有關「力的世界」單元出發,探討斜坡角度與四輪車行駛距離及穩定度的關係,並模擬真實駕駛環境,研究車子受到撞擊時,車中不同位置的「乘客」其位移情形,並找出降低「乘客」位移的方式。最後,再與真實生活中的行車環境作對照,找出行車最安全的情境及最安全的座位。我們利用一整年的時間完成研究,研究的過程中,我們透過實驗了解複雜物理系統中的簡單原則,不僅讓我們感受科學的迷人之處,也能更享受學習科學的樂趣,獲得非常多的收穫。

一波多折

當一顆球在撞球桌上晶無數次與桌邊碰撞,則入射角之間有啥變化呢?如果撞球桌不是長方形而且是正n 邊形時?球的出發點是否跟角度之間有關係呢?讓我們一起來探討這個問題吧!且當正n 邊形時,球由任一邊的中點出發且能碰擊其他各邊θ 的取值範圍,若不是由中點出發而是由任一點出發,那又是什麼情形呢?如果是任意凸n 邊形又有什麼情形?

資安小尖兵-網路超量連線預警偵測分析及探討

將電腦網路連線服務先分為不當入侵、一般需留意的服務,以防火牆篩選連線紀錄匯入資料庫,再進行統計、分析。對於外部不當入侵可立即放入警報項目,而內部對等式網路(P2P)或電腦蠕蟲/殭屍網路(Computer Worm/Botnet)若超過設定的上限值才列入警報項目,區域內電腦則以警報觀察平面圖立即觀測遭攻擊或故障電腦位置。網路管理時可利用警報資訊即時採取措施,對於超量網路連線異常可提早發現,達到資安預警,未知的網路異常在經過新的防火牆紀錄設定後,可快速加入統計,提升防制時效。