全國中小學科展

最佳團隊合作獎

瞬間的奧秘

自然界中瞬間的閃電,令人既驚懼又好奇,本研究利用瓦斯點火槍在正負極靠近時產生放電的現象,來作對放電的探討。

學生證自動辨識及分類系統

此研究的目的以設計學生證自動辨識及分類系統為目標。主要是利用網路攝影機拍攝學生證,將影像進行灰階及二值化處理,並以投影法確認條碼位置、骨架法進行歪斜校正,切割出條碼後,利用黑白線條的寬度進行條碼辨識,並將辨識出的學號比對註册名單以確認註冊與否,最後交由機器手臂將學生證送至不同的分類區。由實驗結果可知,本系統確實能達到自動化辨識及分類學生證的目標。

簡易型多角度砂輪修整器

磨削為金屬切削加工中常用的精密加工方法之一,利用高速旋轉的砂輪,磨除工件材料欲除去的部分,由於砂輪磨刃甚小,工件材料移除量比起其他切削加工如車削、銑削少,因而常為機械加工的最後加工步驟。當工件製作好時,需要用磨床做到更精密的尺寸,又遇到角度需要研磨時,在學校的作法,就是為了一個工件製作一個治具,製作一個治具花費的時間大約是再三小時至四小時,這花費的時間似乎有點太長了,而如果要使用角度規的話,一組角度規的價格並不便宜,所以我們就研發這個砂輪修整器,能夠方便做出想要的尺寸,而且價格不高,這樣不但能節省時間,也能夠省下製作治具的成本,不管是想要什麼角度都只要一樣東西就能完成了。

「麵」目一新─使用馬祖老酒製作獨特風味老麵麵包

馬祖酒品的知名度不高,所以我們將它製成老麵,取不同比例與麵糰混合(31%、34%、36%、38%。40%、45%),製成老麵麵包,以研究出民眾對其之接受度及喜好程度。經由實驗結果可知,老麵增加越多,筋性越高、延展性越差,水分散失越多。老麵對於麵糰發酵最佳的比例為36%(540g),麵糰發酵最佳的時間為基本發酵90分鐘、最後發酵60分鐘,消費者最為喜好的是36%比例的麵包。

圓錐曲線 探討圓中隱藏的點

當在圓上找到一個固定點P,做兩條相互垂直的弦PQ、PR ,則直線QR恆過一定點(圓心)如圖一,那麼這個定點該如何用座標表示呢?如果這兩條直線不是垂直的話,在何種情況下也會產生同樣的結果呢?所有的圓錐曲線是否也具有這樣的特性呢?若皆具有這樣的特性,那麼這些點究竟含有什麼意義呢?讓我們一起來討論這個問題吧!

「酵」林小子-酵母菌對橘子綠黴菌之拮抗關係研究

橘子為本縣重要的經濟水果,但常因採收後堆疊方式保存而容易長黴,所以本實驗欲找出替代傳統化學藥劑浸泡橘子之延緩長菌之生物防治方式。本實驗將長有黴菌的橘子,分離出病原菌,並找出對此病原菌有拮抗作用之可能菌種。從多株菌中利用對峙培養之方式找出於培養基上有明顯生長抑制環的有效抑制菌種並接種在橘子果實上作田野試驗。分離出的病原菌再接種回橘子上確認其有致病性外,設計了9組,每組30重複,在270顆橘子果實上分別做不同的模擬處理田野試驗。綜合實驗結果發現本實驗的潛力菌對於引起橘子發黴的綠黴菌是有明顯延緩其生長之效果。期望此實驗結果能達到生物防治之效,有效且安全的使用在橘子農產品上,替代化學保鮮藥劑減少環境汙染。

折射率與干涉條紋關係之研究

首先利用3個透明的半圓形容器,容器直徑分別為10、15、20cm,容器內注入相同的液體,在容器的圓心處放置縫距為0.1mm的雙狹縫片,當雷射光通過雙狹縫及容器後,我們發現容器大小不會影響干涉條紋寬度。接著選用直徑為10cm的容器,裡面注入不同的液體,容器的圓心處放置縫距為0.1mm的雙狹縫片,我們發現干涉條紋寬度與液體折射率成反比。再改用直徑為10cm的容器,裡面注入水,我們發現干涉條紋寬度與雙狹縫縫距成反比。由本實驗可以得知,雖然雷射光在空氣的光徑較長,在半圓形容器中的光徑較短,但主要的光程差來自半圓形容器中。最後改用長方形容器,我們發現容器的內的液體折射率幾乎不會影響干涉條紋寬度,這是因為空氣中的光程差大約是液體中的9倍。

酵素洗衣真速效

我們先分析污垢的成份,了解污垢是以不同的方式附著在衣物上,同時也分析各種不同材質的衣物對於污垢的吸附程度,污垢對純棉吸附力最強。再以酒精浸泡的方式製作不同植物酵素,研究各種植物酵素對於衣物的去污力,為判斷污垢清潔後的乾淨程度,我們利用樂高機器人中的光源感應器來偵測污垢顏色的深淺。結果以番杏、青木瓜及蘆薈的效果最好,所以製作了混合酵素。利用膠水和小蘇打粉加入混合酵素中,讓混合酵素可以藉由事先塗抹的方式讓污垢能在一開始就先分解,而不會深入布料纖維中固著住而不易清除,就可以使污垢更容易被洗掉。

捕光捉影—自製光譜儀的分析與應用

市售光譜儀已搭配整合電腦分析軟體以及較小型之實驗觀測槽,確實可應用在高中課程上,例如定量未知濃度之溶液濃度以及充當秒錶反應之反應終止判斷依據,而如要測定難溶性鹽類之沉澱速率發現沉澱太快且難定義沉澱速率,但是此裝置仍可以測量沉降速率。而自製幾種光譜儀確實亦都可以拍出各光源之光譜圖,但自製目鏡光譜儀模組更可輕易拍出光譜圖,此實驗測量模組實際應用上只要搭配相機、固定光源以及電腦軟體如Tracker、Excel等,即可成功定量在不同環境下可見光光譜各波長之相對強度,進而應用於環境光譜之監測,讓我們可以盡量避免空氣中細懸浮微粒之危害。

遠端監控複合式綠能魚菜共生系統

本研究將屬於再生能源之太陽能板搭配直流沉水馬達應用於水耕栽培,建立太陽能魚菜共生系統,藉由實驗探討太陽能板應用於精緻農業上之可行性及環境參數對實際魚產與蔬果收穫量的影響。結果顯示只要做好結構的安排設計及有效的能源控制,確實可達到創造出消耗最少的能源而生產出有機無毒食物之生活環境。 但因無法時時守在魚菜共生系統旁,也因環境變動對魚菜生長影響極大,因此我們利用由Arduino和App Inventor 2結合來建立遠端監控的太陽能魚菜共生系統,透過App即時監控水質,當生長條件未達標準時,自動啟動植物生長燈和沉水馬達之運轉,也能透過App手動控制,營造出生物適宜的生存環境;同時可在App 操作介面聲控馬達和植物生長燈之運作,以增加使用便利性。