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最佳團隊合作獎

「霾害」不「霾」怨─空氣清淨機的運用探討

本實驗主要探討在空氣品質不佳的環境下,如何將空氣清淨機發揮最大效能,有效降低室內PM2.5濃度,達到淨化室內空氣的目的。以我們平日活動的場域,在家中和學校教室進行實驗。我們先評選出實驗代表機種,再探討空氣清新機的使用方法:(1)在不關門窗的情形下使用清淨機:可降低PM2.5,但下降效果無法令人滿意;(2)在關門窗的情形下使用清淨機:PM2.5可下降到個位數,但CO2濃度上升,會感到空氣悶不舒服。(3)將清淨機裝置於窗台上並關閉門窗,使室內形成正壓環境:PM2.5可下降到個位數,CO2濃度也能維持舒適穩定的範圍。(4)因清淨機裝置在窗台上有安全性顧慮,便將空氣清淨機改良加裝象鼻風管,以室外機的方式使用,同樣能達到有效淨化空氣的目的。

圓來如此

數學課裡,解題「大半圓中有小半圓的弧長問題」時,我們發現不必逐一計算每一個小半圓的弧長,只需計算最大半圓的弧長即可。我們從計算「圓弧長」的題目中,探討如何在一個半圓中尋找一條曲線,這條曲線是其它弧線的組合,使其長度和與該半圓的弧長相等,不包含直徑或直線部份,此曲線有何規律性,最後我們獲得3種基本的規律,且第3種規律性可適用於任意角度分圓的一般情形。

磁懸浮

本研究探討如何讓磁鐵穩定懸浮,分別藉由光二極體與霍爾感測器偵測懸浮體位置變化,由Arduino內部計時器計時並計算懸浮體移動速度,藉由位置偏移量與移動速度來動態調整電磁鐵輸出的磁力大小。實驗中我們發現,使用光二極體來偵測懸浮體位置變化較使用霍爾感測器時訊號的穩定性較高可達穩定懸浮,但可偵測之間距較窄,僅在雷射光的直徑(約3mm)間;使用霍爾感應器時可藉由運算放大器將訊號放大,並藉由濾波法處理訊號達到穩定懸浮,其調整間距較寬可達 5mm以上;其中我們發現算術平均濾波法的雜訊抑制效果較中位數濾波法的效果更適合磁懸浮。

超級COOL蟲~瓢蟲Life大解碼

這個學期我們在開心農場種菜的過程中,發現了許多瓢蟲正在吃蚜蟲。我們覺得很好奇,在老師的引導下,就進行了超級COOL蟲的研究。而為了研究瓢蟲,我們設計了氣味喜好觀察箱、色光趨性觀察盒、爬高實驗組。研究結果發現: 一、開心農場的瓢蟲共計有七種,以六條瓢蟲佔68.04%最多。 二、黃瓢蟲、六條瓢蟲對農作物有幫助,減少噴灑辣、蒜味,可作生物防治白粉菌、蚜蟲用。 三、六條瓢蟲及黃瓢蟲具有趨光性;而不同種類瓢蟲對於色光趨向性不同。。 四、瓢蟲對於光的趨向性遠大於爬高的趨向性。 五、瓢蟲對於平衡具有學習能力。 六、瓢蟲對辣氣味的學習有兩種模式:模式一、爬到頂端再往下爬到底;模式二、爬到中途時往下爬。經過5-15分鐘,出現同樣的兩種模式。

多方塊組成之深入探討與研究

在本研究中,我們探討n個小方塊可組成多少種一排至三排的多方塊。多方塊是一些將數個單位正方形以邊相連接而成的幾何形狀。而其中一項至今還未有人提出通式之性質、同時也為最重要的多方塊之數目,卻少人深入研究,或是以錯誤的方法求之。基於此原因,我們想探討和前人方法不同的多方塊組成求法:先由單排多方塊開始探討組合,再由組合公式、歸納法、賦值法、填補法、費氏數列等基本數學概念推導2、3排的多方塊組合。研究結果顯示多方塊組成確實可用組合及費氏數列表示,並由此方法探尋出每一排方塊的通式。我們希望不單只是探尋出通式、一般化多方塊組合數目,並由此更深入探討離散數學之概念。另外透過探討過程中,深入了解一些組合恆等式。

雷電膠加

導電接著劑是半體中重要材料之一,本作品導電接著劑是半體中重要材料之一,本作品導電接著劑是半體中重要材料之一,本作品以樹脂接著劑添加金屬粉末,製成導電以樹脂接著劑添加金屬粉末,製成導電以樹脂接著劑添加金屬粉末,製成導電著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論:鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂不導電;摻混金屬粉末的導電接著劑固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,導電效果也不同,以摻混銀粉產生的較佳、鏽鋼最差;導電接著劑摻混銀粉時,添加量愈多導電效果愈好;接著劑加入少許溶後,熱固化過程因揮發,可使配方體積收縮,提升銀粉緊密接觸促使導電性增加;配方中添產生的熱效果,與導電性有正向關係但是亦可發現其中差異之處。

「液」滴不剩─按壓瓶的探究與改良

按壓瓶是生活中用來裝乘液體的常見容器,但我們往往會在被丟棄的瓶子裡發現殘餘液體,實在浪費。故本研究主要是想了解有哪些因素會影響按壓瓶最後剩餘的液體量,並透過比較與改善,做出實用的按壓瓶應用在生活中。我們嘗試從瓶內吸管的種類、口徑大小、長度、切口角度以及瓶底的傾斜情形等方面來探討它們與瓶內剩餘液體量之間的關係。研究結果顯示,軟式吸管最適合用來當作按壓瓶內的吸管種類,當吸管的口徑越小、切面呈現平口且長度大於壓頭到瓶底距離時,瓶內剩餘的液體量會最少。此外,我們也發現瓶底越傾斜,有助於吸管吸取液體,能降低瓶內液體的剩餘比率。因此,只要能在按壓瓶的結構上略作改變,就能有效利用資源、避免浪費。

以比例探討四邊形面積等量三角化

研究目的有三:(一)探討平行四邊形n切等分點的數量。(二)探討梯形n切等分點的數量。(三)探討任意凸四邊形n切等分點的數量。結果如下: (一)平行四邊形之2n切等分點共有(n+1)2個, (二)若將梯形切成n等分三角形,則令上下兩塊三角形共可切成(αi+βi) 塊,並利用梯形之性質代入後求出其n切等分點為Σ(n-αi-βi+1) 個。 (三)若將任意凸四邊形ABCD切成n等分三角形,則將頂點坐標化並分三種情形: 1. 若X點在四邊形內部時,即p+q+r+s=n,其中p, q, r, s ϵN,若交點(x1, y1)與(x2, y2)相同,則比例成立; 2. 若X點在頂點上時,即AE=CG或BF=DH,由克拉瑪公式可知,若△=△x=△y=0 ,則比例成立; 3. 若X點在邊上時,即q+s+r=n、p+q+s=n、p+q+r=n、p+r+s=n,其中p, q, r, s ϵN,由三點共線可知,若行列式為0時比例成立。

利用毛細管型可攜式液晶免疫分析法檢測水溶液中的牛抗體

本研究是利用液晶的光學紋理圖像,測量水溶液中牛抗體的存在。我們先以HSA做為實驗的基礎,來了解此液晶感測系統的特性,以及測量一些基本數據之後,再將此系統進行檢測牛抗體的研究,由於液晶容易受到周圍環境的變化而改變其排列方式,而其光學訊號也會隨之改變,若溶液中的牛抗體濃度達一定程度,即會產生特定的光學訊號,我們在本研究中使用毛細管作為觀察的基板,藉此成為便於觀察的感測系統。

形不行?差很大-形狀及方向對抗彎變形之研究

研究樑柱的形狀、擺放方向及在相似形狀下,樑柱的寬與高對支撐力的影響,再將研究結果用電腦程式模擬驗證,適當的樑柱配置是有助於建築結構的抗震效果。 使用厚紙板製作各式模型體,在相同材質、長度及斷面積等控制變因下,以砝碼吊重,並設計了將微小變形量放大再依比例縮小的間接測量方法,算出微小變形量,經實驗後獲得以下的結果: 1.物體載重力和形狀有關,以W型、工字型和長方形樑較佳。 2.物體載重力和擺放方向有關,相同形狀時長邊的支撐力優於短邊。 3.物體增加寬度的方向如與力的方向平行,可以有效提高支撐力;如與力的方向垂直,也可提高支撐力但效果比較差。 4.利用樑或柱的強邊去補強建築物平面的弱邊,可提高抗震能力。