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最佳團隊合作獎

「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!

長方體中切割正立方體之研究

在 1940 年代,Bouwkamp 提出一系列有關如何將矩形切割成若干個正方形的研究報告,但是如何找出正方形個數最少的方法仍是長久以來懸而未決的問題。在本研究報告中,首先引進「四角切割」的方法,並結合輾轉相除法的概念,來研究矩形的切割問題。我們的方法能大幅度降低正方形的個數,也適合做為此問題的上界函數。有關如何在長方體中切割出正立方體的組合,我們也將輾轉相除法的概念延伸到三維空間,進而建立所切割出最少個正立體數的一個上界模式。此外,藉由四角切割概念的延伸,我們也發現這個上界亦可再予修正。 In 1940’s, Bouwkamp proposed the study of dissecting squares from rectangles. Among the study, the problem of the least number of dissected squares has been open for decades. In this project, we first propose a corner dissection method, associated with the famous Euclidean algorithm. By reducing nearly three fourths of the number dissected by the primitive Euclidian algorithm, our method indeed establish a suitable upper bound of the minimal number of dissected squares from the given rectangles Meanwhile, the Euclidean algorithm has also been considered to dissect the cubes from cuboids. We analyze the fundamental properties of the method and establish a prototype of upper bound function for the minimal number of dissected cubes. Moreover, the method of corner dissection has also been implemented for some cuboids, which also exhibits the acceptable improvement being a suitable upper bound.

叮叮噹—圓筒狀玻璃杯振動聲音之研究

本研究利用鑽石刀刻畫與加熱膨脹裂截玻璃杯的方法,製作出實驗所需規格之圓筒狀玻璃杯,以免費的個人電腦聲頻分析軟體,偵測玻璃杯振動所發出聲音的頻率,探討玻璃杯深度、口徑、厚度、水位高度等變因對頻率之影響。研究的結果發現,當玻璃杯深度愈短、口徑愈小、杯壁愈薄、水位高度愈低,敲擊後所產生的聲音頻率愈高,並成功地歸納出玻璃杯振動頻率與各項變因之間的定量關係式。對於不易觀測到之內容液體的容器而言,若能利用本研究的方法與結果,建立起各種內含液體容器或管路振動時所產生聲音頻率關係的資料庫,未來只需偵測其振動聲響之頻率,就可以推斷其結構或內容物的變化,可以作為一種非破壞性的檢測方法。

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。

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。

「氯」化了沒?烏濕一把罩-探討氯化亞鐵和氯化鐵在課堂實驗的可行性

本研究以自製暗箱和arduino感測器全程監控雙氧水在各種條件下催化分解的反應,實驗主要分兩種模式: 一、 比色法定性分析顏色 溶液注射於比色管中→放至暗箱外→啟動計時器→觀察顏色和溫度→分析比較資料 二、 Arduino與暗箱定量分析濕度、透光度、溫度 溶液注射於比色管中→放至暗箱內外→啟動燈光→arduino監控視窗→讀取數據→分析資料 不同以往課堂實驗的二氧化錳催化及排水集氣法觀察雙氧水分解氧氣的實驗,經過本研究反覆測量和比較之後,結果顯示:氯化亞鐵和氯化鐵加上亞甲藍液可透過顏色、反應速率、溫度、濕度、質量和透光性等多元性質,讓同學更有感的理解雙氧水的催化分解反應,同時以少量藥品達到綠色化學的目的。

幾何滾拉拉

我們的實驗是為了觀察物體旋轉落入水中的軌跡,其與轉動慣量、落水速度及轉速的關係,落水速度可用距水高度控制,而轉速則可用馬達來控制,至於轉動慣量,我們另外設計了一組實驗,利用能量守恆的慨念,測量待測物(不規則形)的轉動慣量後,再來觀察不同轉動慣量的物體入水的軌跡。測量轉動慣量部份,我們測量了三角形、正方形以及一些特殊形狀的物體,例如傾斜待測物和有挖洞的圓板,應用於後面的實驗。觀察物體旋轉落入水中的軌跡方面,我們重點放在物體在不同轉速、瞬時速度時,其移動與受力的關係,利用相機動態拍攝,拍下物體在下落的過程中,位置和轉速的變化,記錄並分析速度、加速度和受力,與轉速和落水速度的關係,並改變物體的轉動慣量(挖洞)來觀察其變化。

「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。