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最佳團隊合作獎

萬“重”一“心”—Echois三角形之探討與推廣

本研究試圖從三個正三角形所產生Echois三角形的特性,推廣至任意多個正多邊形與相似多邊形所產生的Echois圖形的特性。我們利用電腦進行動態幾何實驗,發現Echois圖形與原圖形之間的關係,並進一步驗證,同時在圖形變換過程中,觀察圖形退化的一些有趣現象,從而對一個三角形的三頂點與其重心的關係,擴增到Echois圖形與其一群圖形之間的關係,對重心的概念產生更深一層的認識。

原木之舞

點跟點移動產生線、線跟線移動產生面、面跟面移動產生體。我們把柏拉圖多面體的點、線、面換一種方式來表達出不同的幾何性質,並使用木棒來架構另一個全新的多面體。用點線交換以及拼合產生規律的美感;如蜂窩、原子排列等等。在製作模型時、為求詳盡以及徹底了解多面體,在實驗過程中也包含定理的證明與電腦作圖。

招蜂引蝶-馬纓丹的色彩語言

這次實驗的主要原因是出自於發現馬纓丹開花過程中色彩變化的好奇,開始透過持續的拍照記錄觀察,確定我們觀察的紫花馬纓丹(L. inuolucrata L. )在開花過程中花色由黃色變成橘色、紅色,最後變成紫色。在觀察中,我們發現黃色花有昆蟲在採蜜,所以解剖各種不同品種的馬纓丹花朵,嘗試找出花色與花朵構造間的關係及對於結果率的影響。想要知道花朵改變花色的目的,我們試著模擬昆蟲眼中的世界,因此以近紫外光及近紅外光為光源進行花朵的拍照,並嘗試進行人工授粉。調查結果發現,花與昆蟲之間似乎存在以顏色作為語言溝通的方式,也因此在馬纓丹生存的環境中產生了生物間相互依存的生態關係。

垂〝懸〞欲『掉』-大氣壓力實驗之探討

此實驗之重點乃在於研究水多寡、蓋片材質或者是瓶口面積大小是否會影響吊重之結果,更進一步的研究因瓶蓋稍微掉落而導致的瓶內體積、壓力之變化是否為其可支撐重量之變因。於是我們首先用C 型夾,讓我們的容器以C 型夾固定,減少人為因素之影響,並採用壓克力片為蓋片。用三種不同瓶口面積,但容積一樣的容器分別以不同水量來做,下面袋子裝砝碼,測量其可支撐之重量變化,實驗結果得到:瓶口面積愈大或水量愈多,可支撐的重量較重。為了解釋瓶子內外壓力差(波以耳定律)是造成撐起水重以及壓克力片的原因,我們另外設計一個自製的壓力計來量測瓶內的壓力變化。在實驗中我們發現到內外壓力差非常微小,但是就足以撐起來整個系統的重量,以理論值來說其液面高度變化是0.02cm,眼睛難以辨識的境界,但是用我們的裝置(S 型管壓力計)可以觀測到其變化,並和理論值有相同的趨勢。

電流熱效應與白熾現象

本實驗以外加電流通過筆芯產生熱,使筆芯發光,探討所謂白熾現象。主要研究重點為找出電流、電壓、電阻、功率、壓力和溫度等之變因與白熾現象之關係,以六種不同波長之濾光片配合六個光度計,量測筆芯之發光程度,並嘗試用紅外線熱像儀定性測量筆芯於白熾狀態下之溫度分布。實驗結果發現,筆芯於白熾狀態下會變細。在同一實驗條件下﹝固定電流﹞,筆芯在壓力為5cm-Hg 時比在76cm-Hg 狀態下,發光時間至少延長一倍,由此可推之氧化反應為筆芯變細之主要原因。並以黑體輻射理論,嘗試推導出由光度計所量測之照度與溫度關係式,以解釋筆芯白熾現象。

酵母國度的產氣之道

本研究的目的在於發展一套偵測酵母菌產氣速率的新方法,藉由魚缸恆溫槽、攪拌器與吸量管的組合,除了能在數分鐘內測出產氣速率外,更克服了舊設計產氣速率測量不穩定的缺點。與糖度、酸鹼度、酵母菌數比較,此法對酵母菌活動力偵測有更高敏銳度。在實驗變因上:糖種類、糖濃度、酵母菌重都會對產氣速率造成影響。添加酒精、硝酸銨與亞鈷、亞鎳、銅、鋅離子會終止或減緩產氣,少量 NaOH 則會加快產氣。應用在環境偵測上,也證明了磁場與 CRT 螢幕的輻射對酵母菌產氣影響不大。在酵母菌型態上:產氣初期是以能快速增加個體的出芽無性生殖為主,產氣高峰過後因環境惡化(pH 值最低),可以看見長尾巴,預備進行接合有性生殖的酵母菌在顯微鏡下出現。

布,能說的秘密-探討影響布料彈性的因素

本科展旨在研究影響布料彈性優劣的原因。實驗中,為了解決布料伸長量過於微小的問題,以光學及機械原理自行設計一套精準的量測儀器(楊氏係數測量系統),精密度約在10-4~10-6m。 研究發現在溫度20℃~24℃,溼度50~55%的環境下,布料彈性受成分及編法的影響:(1)含有彈性纖維的布料,彈性較佳;(2)布料編織密度越高(單位面積的孔隙率)則彈性較差;(3)以編法為方形為例,布料在對角線方向的彈性較佳,但若是圓形編法,布料彈性在各方向上就較一致。並以棉線模擬布料編織方式,進一步驗證上述因素對布料彈性的影響。故布料編織越鬆散,布料彈性較佳,且編法會影響布料彈性的方向。即可用改變成份及編法來控制衣料的彈性大小及方向變化。這些數據結果可以提供紡織業參考。

光敏電池與自製電表

在現代科技不斷的發展之下,人們無意之間消耗了許多自然資源進而造成地球暖化,而現在各界的環保意識抬頭,都想要找出可以減緩地球暖化的替代能源,藉此有很多新聞都報導出近幾年研究出來的各種運用再生能源的裝置或配備,因此引起我們對於研究能源的興趣。民國97年一位虎尾科大的教授帶領著學生做研究,研究出了一種有機電池,因為這個電池可重複使用的性能再加上低污染而且成本又不高,在台北國際發明展得到了金牌獎的佳績。當我們看到這則報導之後,馬上興起了研究的念頭,想要了解這號稱”無污染有機葉綠素電池”的秘密,藉由研究太陽能葉綠素光敏電池的主題,把最主要的材料──葉綠素進行改造,並且改造出發電效能比較好的電池裝置。

透明土壤

記得92年剛入學高一時,本校園藝科在全國科展以雪碧飲料加入花瓶內水中,可延長花卉凋謝的期限而獲得優勝,其實只在水中加肥料也可達到目的,但對於植物生長的過程,欣賞者的喜悅並未提升,如果能以透明呈現所有植物或花卉,從育苗發芽階段起,到開花結果,週期性循環、季節性調節或控制,都能隨心所欲,這是一條有潛力的市場通路。不但可以賺錢而且兼具教學、經濟的效用,提高購買、欣賞的慾望,更可提升生活情趣。從92年起,試驗至今,終於有成。國內精緻農業發展,已歷經一段時間,且頗具規模的實作場,也分布頗廣,但透明、透氣、透水、保濕、已施肥、可染色、可閃光、香精調氣味、防腐、防臭的土壤尚未被開發,本創作的發表,就是提出上述的特點,不但可提供插花,且可種植農作物,全部過程透明化,遂取名「透明土壤」。可透視植物根部發育成長的全部過程。樹木的成長期很長,且有乾燥或嗜水性樹種的區別,目前正進行實驗當中,期待不久的將來,也有樂觀的結果。如今我們即將踏入另一個學程,感謝學校老師的指導,更感謝各界的支援與批評指導,謝謝!!

蘇打綠調茶戰~茶出小蘇打

「茶餘飯後」是令人耳熟能詳的一句話,但隨著科技的進步,市面上多了許多便利大眾的罐裝茶及沖泡茶包。在無意間,本實驗小組發現市售茶飲在食品內容上各有異同,有的標示了小蘇打粉,有的卻沒有標示出。本實驗` q利用小蘇打粉在溫度50~60℃時會釋出二氧化碳 的特性,讓加熱後所釋出的氣體加入澄清石灰水中,檢測這些氣體是否能讓石灰水產生混濁藉以了解茶水中是否添加小蘇打成分,並利用各種檢測試劑檢驗茶飲的性質,藉以瞭解市售飲料在成分上的標示是否確實,最後試著找出在茶飲中加入小蘇打的原因。