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佳作

運用影像量測與遠距網路技術於沖壓模具之整合研究

本研究係結合沖壓技術、影像量測與遠距網路的技術,來整合一個沖壓應用系統。首先以科學與節省成本的田口方法規劃且進行沖壓實驗,再以影像技術建立一個精準的量測系統,透過影像量測探討其沖壓的毛邊與剪斷面的變化,且透過遠距網路監控的技術,達到即時溝通、討論設計。而本研究最後將此三方技術有效的整合建立成一個沖壓應用系統,而透過此系統可供業界兩地進行交流,突破空間、時間的限制與浪費不必要的資金,也可防止商業機密外流,在學校可以使老師透過電腦螢幕觀察加工實作的狀況或是應用於教學上。

據理「力」爭

本研究在認識維生素C 的抗氧化性,探討有哪些因素會破壞其還原力,以及如何作生活應用。我們利用碘滴定法檢測維生素C 的還原力,先探討會影響維生素C 的變因,再利用維生素C 還原鐵離子的反應,研究如何防止鐵生鏽與去除鐵鏽。研究發現:(1)維生素C 會因氧化而使還原力衰退。(2)短波的光、高溫與強鹼溶液對維生素C 還原力的影響較大。(3)維生素C 易氧化且會還原鐵離子,所以能阻止鐵離子與氧結合,達到防鏽效果;也能還原鐵鏽中的鐵離子,使鐵鏽消失;且維生素C 濃度越高、量越多,除鏽效能越強,效果越佳。(4)維生素C 與鐵及鐵鏽反應時皆會產生氫氣,前者反應速率較慢,但是實驗產生的氫氣量約後者的2 倍。

從力學觀點發現三角形延伸到四面體的幾何性質

我們經常利用笛卡兒和費馬提出的坐標法解決各種幾何問題,或由平面鏡的光學性質處理最短路徑問題。但我們希望暫時擱置傳統的幾何證明方法,改由力學的觀點出發,將兩質點系統的重(質)心關係與槓桿平衡的概念推展成為一種有效的方法,藉由調整系統中各個質點的位置來導出各質點分布平面三角形的幾何性質。目前我們已能解釋:三角形的三中線交於一點M(重心)、三角形的三內角平分線交於一點M(內心)、三線共點(西瓦定理)、三點共線(孟氏定理)、黃金分割、……等幾何定理。對於空間中的四面體,我們也同樣利用兩質點系統的重(質)心關係與槓桿平衡的概念導出了十幾個類似於三角形的西瓦定理、孟氏定理那樣的性質,暫且將之稱為凸四面體小定理(1)?(10)。

平分圓的延伸探討—分割區域數、交點數、圓弧段數的研究

這個研究起源於一個平分圓的問題:平面上有2n+1個點,任三點不共線、任四點不共圓(這個情況下的點稱為正常位置上的點),任取三點可決定一圓,若圓內外都各有n-1個點,則此圓為一個平分圓。在[1]論文The Number of Halving Circles中,Federico Ardila教授證明了平分圓的個數為一定值n2。以此為基礎,我們探討了平分圓分割平面的區塊數、交點數、圓弧段數,發現雖然在正常位置的條件下這些個數會不定,但只要再多一項限制──若任三個平分圓共點,其所共的點必為原來2n+1個點中的一個(我們稱滿足這樣條件的點在「絕對正常位置」上),這些個數均為定值。以下為本研究的結果:一、平面上任意2n+1個絕對正常位置上的點構成的平分圓,所分割的區塊數(N[2n+1])、交點數(N﹛2n+1﹜)、圓弧段數(N(2n+1))均為定值

鉤盲蛇(Ramphotyphlops braminus)行為探奇

我們抓到鉤盲蛇後(R. braminus),我們開始對這種小生物產生好奇,所以先後做出鉤盲蛇(R. braminus)對周圍環境的熱源、光源、溼度、壓迫感、食性及生殖等實驗,我們也模擬出鉤盲蛇(R. braminus)的生活環境。而藉著這次的實驗,我們得到了,鉤盲蛇(R. braminus)喜好生活在濕度高、壓力大、陰暗、富含腐殖土、落葉、枯木等可隱身的地方,且在進行隔光、隔熱、驅敵、壓迫力等實驗時實,探討出鉤盲蛇(R. braminus)為負趨光性、正趨溫性;會以尾部尖端刺擊敵人,並排出排泄物藉以驅敵;在吃白蟻時,牠們會先將獵物纏死或壓死,再將白蟻捲入口內加以吞食;且鉤盲蛇(R. braminus)的泄殖腔與其他雌蛇的泄殖腔大小較相似,證明了鉤盲蛇(R. braminus)為孤雌生殖。。

你濃我濃,到底要多濃?─—電解1A族、2A族金屬氯化物水溶液之性質探討

本研究以探討電解1A族、2A族金屬氯化物(研究對象為NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2)水溶液反應性之研究,並配合高中化學所學的知識、實驗方法,運用簡易的實驗室器材搭配生活周邊可取得的材料,設計簡單、體積小的電解裝置,並可利用理想氣體方程式及氧化還原滴定的方法確定陽極產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數。 研究結果發現,高中教學所言之「電解高濃度食鹽水產生氯氣,電解低濃度食鹽水產生氧氣」應有修正,並擴大討論1A族及2A族金屬氯化物的電解反應,發現化學反應並非僅有「濃或稀」的分界,而是在不同的條件,譬如電解液種類、濃度、外加電壓的改變,化學反應會有動力學或熱力學的競爭,使得產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數比例也互有消長,得到有趣的實驗結果。

「驚濤駭“電”!」-波浪發電之研究

搖晃的浮台觸發了靈感,海浪的起伏決定了發電方法與實驗研究及研發的方向,包括了:\r 一、首先我們研發出創意繞線圈工具機,內含多種生活簡單用品之聯想與應用,並且可以精\r 準與方便地纏繞多圈線圈。\r 二、之後我們在發電管上纏繞漆包線圈的研究活動中,亦證明與歸納出了正確的纏繞線圈方\r 式為何。\r 三、接著創作出模擬海浪測試平台,內含有我們所設計的發電管套插座組體與自創電路測試\r 系統,讓我們在實驗測試發電管的發電電壓效率時,也發現與證明了線圈圈數、磁場強\r 度、線圈號數、以及纏繞線圈方式對發電電壓的影響與關係為何。\r 四、綜合實驗研究所得,並經長時間反覆研究,設計出海浪發電模型,樣式完全依據波浪上\r 下振動特性而來擷取波浪的能量,並能將其成功轉換成電能。

拉不拉多的領域密碼

因為學校收留一隻流浪狗,引起我們研究小狗以尿液的味道標示地盤的興趣。我們在幾個月的研究中,跟部落裡面幾隻小狗培養感情,帶出去實驗觀察。我們發現公狗和母狗排尿的次數﹑行為姿勢均不相同,公狗會抬腿尿尿標示地盤,母狗則不會。公狗會受到其他公狗尿液味道的刺激,引發公狗排尿。甚至人類的尿液也會讓公狗有地盤被入侵的感覺,引發公狗排尿標示牠的地盤,但是小狗的「糞便」雖然也會刺激公狗的反應,但是不會引發排尿的行為。公狗的領域性也和體型有關,體型小的公狗(如小黃)不會把陌生的環境標示為自己的地盤,不敢隨便尿尿。體型大的公狗(如拉不拉多)領域性比較強,不管環境陌不陌生,都會占據為自己的地盤。另外大型犬拉不拉多和小型犬小黃的地盤爭奪戰中,初期大型犬總是比較強勢,但是小型犬也會越來越勇敢的去維護自己的地盤,非常有趣。

內接相似三角形的尺規作圖

本研究探討了在任一三角形內,做一內接相似三角形的方法,與存在範圍的討論,並依照研究的內容與過程,分為四大主題:主題一、給定邊上一點作內接相似三角形經由相關資料的協助與我們自己的研究,本研究提供了三種作圖法:垂足法、軌跡法、旋轉法。主題二、內接相似三角形之存在範圍給定邊上的點,並不一定可做出內接相似三角形。因此在邊上有「臨界點」的存在。並依照不同的條件分做二十六種狀況討論。主題三、給定形內一點作內接相似三角形將給定的點在邊上移動時,所做出三角形的邊形成了一個拋物線的軌跡。經由探索拋物線的性質,完成了給定三角形內一點,作過此點的內接相似三角形。並且運用主題二的結果將三角形內分為四區,由點所在的位置不同,最多可做出兩個內接相似三角形。主題四、最小的內接相似三角形作圖利用主題三的研究結果,我們也提出了最小內接相似三角形的尺規作圖法。由以上四個主題的研究,我們完成了給定邊上和形內一點內接相似三角形的尺規作圖法和可以作圖的範圍,以及最小內接相似三角形的尺規作圖法。

「鬚」換成林—榕樹氣生根形態構造及功能之探究

本研究詳細觀察榕樹氣生根不同環境下外部形態及內部構造變化、進一步測量不同部位吸水量,最後並探討濕度對氣生根生長的影響。研究發現氣生根下端新生部分呈黃白色,根尖具有根冠保護,溼度高時亦可長出根毛。往上表層漸木質化呈細長深褐色,接觸、斷裂、分支可使其增粗呈灰白色,型態已極似莖。氣生根木質部具6~8個輻射角,但中央一直具有髓,其與皮層、中柱內等薄壁細胞常含有葉綠體,明顯與多數雙子葉植物根中央為木質部有所不同。氣生根吸水主要供應本身生長,平均每週相對吸水量下段(0~5cm)約為0.125ml、上段(20~25cm)為0.104ml。在較高的相對溼度(>95%)下,會誘導氣生根長出根毛並加速伸長,每週可伸長達1.58cm。