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佳作

一指神功清潔溜溜

目前市售白板與板擦,多為人工操作方式,老師教學於白板書寫完後,需由學生或教師清理白板,這種不便性影響教學情境。本裝置為一機電整合設計之設備,只要用按一下開關即可完成白板清理工作。此「自動板擦機」乃運用高職所學知識(機件原理、力學…),團隊分工設計製造完成。觀察教師擦白板動作,完成2D平面組合圖、零件圖與3D立體圖設計,進而將零件分成一般標準件與自製零件,標準件向外面廠商購置,自製零件由學生團隊依零件圖使用學校設備加工製作,最後完成作品組裝測試。學生學習理論課程後,借由創作學習批判思考、發現問題、分析問題與解決問題之能力,進而對機械應用產生興趣,故發明創作可以提高學生內在的學習動機Czaja & Cummings(2009)。

磁力的緩衝作用

這個研究的目的是藉著磁力來控制液體的流動,達到力量的緩衝減振的作用。磁力是超距力,因此鐵粉不論是在空氣或水中,都會依磁力線排列。在水管中按磁力線排列的鐵粉會阻礙水流,減少流量,因此可以藉由控制磁力,達到控制水流量,產生緩衝效果。本研究經過實驗,分析了不同的磁鐵位置和磁力大小對水流量的影響。然而鐵粉在水中會有生銹、沉澱、沖刷的問題,因此本研究使用油取代水,讓鐵粉在油中隔絕了空氣和水分、至於鐵粉在油中會產生鐵粉沉澱的問題,本研究找出方法,用油脂包著鐵粉再混合在油中,這樣不但隔絕鐵粉和空氣,而且油和油脂可以互溶,就不會有沉澱和生銹的問題。本研究並設計了測試設備,實驗測試了不同的鐵粉油液的流動性,找出磁力和管徑對於緩衝效果的影響,並且將這些影響關係整理成公式,用電腦程式來顯示不同磁力、管徑、施力可得到的緩衝效果、最後我設計製作了一個實際的緩衝裝置,呈現磁力的緩衝作用。

太陽閃焰活動分析

我們利用隸屬於N0AA 的GOES 衛星,在X 射線波段對太陽閃焰所作的觀測數據,分析了各類型閃焰的數量、總閃焰的數量及閃焰能量的變化,並計算其相關係數。發現閃焰總量與C 型閃焰最具相關性;但在閃焰能量部分,則與較高能量形式的M 型閃焰最為相關。進一步比較閃焰與黑子的關係,發現M 型閃焰與黑子數量的變化最具相關性。在週期性的分析部分,我們將總閃焰數量、M 型、X 型閃焰數量、閃焰能量及黑子數量的週期性變化分別用高斯函數作曲線擬合,發現M 型閃焰與黑子數量的週期性變化較趨於一致,最近一次的高峰期分別出現在2001 年中與2000 年底,周期約為9~11 年,由此預測下次太陽表面活動較劇烈的時期約是在2010 年至2012 年之間。閃焰噴發對地球的影響方面,我們分析噴發的閃焰型式對電離層質子流強度的影響,發現噴發的閃焰能量越強,衛星偵測到的質子流強度越大,尤其對X5 以上的閃焰最為明顯。

老人居家防護系統

「老人居家防護系統」設有緊急求救外,並可擷取人體的脈搏、體溫兩項生理訊息,加以判別提供病理預警,達到遠端監控、緊急就醫、照顧獨居老人為主之目的。本系統具備四大功能:一、脈搏過快、過慢警示:當脈搏跳動每分鐘超過120次,或低於50次立即發出警示。二、體溫過高、過低警示:當體溫超過38℃,或低於35℃會發出警示。三、緊急呼救:當老人按下求救開關時,控制中心會顯示警訊。四、健康管理:電腦可以從控制中心讀取脈搏波形,提供病理分析,觀察老人之生理狀況,做到慢性疾病之預防及治療。上述四項訊息之取得,是藉由人體身上感測器電路所測得之訊息,經無線電傳輸到家中基地台,基地台將收到訊息,以數位分析自動研判,將警訊利用線路,傳輸至管理單位,供監控人員處理。本系統除了可照顧獨居老人外,更可運用於安養中心的老人健康防護。

稀碘液與漿糊的妙用

本研究一開始利用稀碘液測試食物的變色,發現稀碘液與澱粉類食物產生交互作用後會變成紫黑色,我利用此特性測試紙餐具中是否含有澱粉,結果發現餐具不但含有澱粉,還含有防腐劑,所以我建議大家多用環保杯。不僅如此,利用稀碘液和澱粉的交互作用,發現了稀碘液可以修正許多物品,如:木盒子、眼鏡、假牙等。

無毒油偶的洗碗絕招

利用洗米水洗碗並不能把碗盤洗乾淨,其中所含澱粉的去污效果並不好,往往是靠刷洗的動作把大部份的油污去除。在實驗中,我們發現了澱粉和少量蛋白質混合後,再加入少量小蘇打粉之後的水溶液竟然可以大大改善洗米水的去油能力,同時只要少量的水就可以沖洗乾淨,因為用量少,所以花費也低。我們還發現煮麵水、煮水餃水等效果也都很好,這樣不但可以回收這些食物廢水,同時又能省水、省力、省錢又不擔心洗潔精殘留,真是一舉多得。

轉吧!轉吧!七彩萬花筒

無意間發現立體眼鏡重疊時若膠帶貼在上面會造成變色效果,於是查詢資料瞭解偏光板的原理,並展開對偏光板的研究。我們以各種貼法及不同材質的膠膜作比較,結果發現要貼在兩片偏光板之間且膠帶和偏光軸成45度角時變色效果最佳,而且以貼OPP塑膠材質看到的色彩最漂亮。為了探究變色原因我們貼上不同層數的膠帶,以數位相機拍下各種旋轉角度時的顏色,並利用PotoCap 4.3軟體將拍下的數位相片轉成RGB數值,比較兩片偏光板不同旋轉角度下光的穿透比例,結果發現在不同角度時穿透膠帶和偏光板的紅、綠、藍光的比例因膠帶的層數不同改變的幅度也不同,我們也發現這種變化和某些膠膜具有旋光性有關。最後我們應用研究發現創作出多采多姿的『七彩紙杯變色萬花筒』。

根固水萍面,葉穩沉芙間 ~探討水芙蓉的平衡機制~

我們設計一系列的實驗來探討為什麼水芙蓉的根需要那麼長。我們以剪根的方式來檢測對植株的影響,結果發現根有吸收養分的作用,但是只要長到一定程度就能達到養分吸收的目的,根再長對養分吸收似乎沒有特別的幫助。根重改變對水芙蓉翻正有很明顯的影響,但根長改變則影響不大,顯示根的重量對穩定有重要的影響,但實驗也發現根部太重對植株也有不利的影響。植株型質分析發現葉子提供浮力,而根的重量提供穩定作用,使之不會在水面上亂漂或可能翻覆。最後,生長在各水域的植株根會隨水愈深而愈長,實驗結果支持我們的假說,即是水芙蓉根的長短和穩定有關;同時也暗示水芙蓉的生理具可塑性,能依其生活環境的不同,對根或葉部做不同能量的投資。

風過水無痕,水過沙有痕

本實驗主要是藉由控制三個變因,以探討大自然中影響波痕產生的情況。藉由改變水波的頻率、水槽中的水深、沙子的粒徑大小,將其所產生的波痕的波峰、波谷的高度以及各個波峰離起始點的距離記錄下來,並且製作圖表,希望能從中發現各變因對波痕的影響,並希望能藉由該發現來推斷出一個可以分析波痕與沉積環境的關係。經由實驗,我們發現水波的頻率越高,波痕的波痕指數越小,且其高峰值離起始點的距離會越遠,而所形成的波痕振幅之臨界質不隨頻率改變。此外,我們也發現在較深的水中,形成完整的波痕的時間較久,而沙子粒徑分佈也會影響其產生的波痕。

燃料電池控制系統

我們本次的研究重點在於把太陽能板連結燃料電池,來達成有效的運用且減少污染,白天使用太陽能板發電,到了晚上則以質子燃料電池發電來取代太陽能板的發電功能,在相關雜誌中,我們發現大多數得太陽能板止有發電功能而缺乏儲存電力之功能,為了能有效利用,我們利用這次的研究來開發燃料電池的控制系統。藉由質子燃料電池的可逆反應,將白天太陽能板剩餘的電能,透過燃料電池的作用下,使水分解成氫氣和氧氣,並以排水及氣法分別儲存於及氣槽中,再以氫氣和氧氣還原所得的電位差來發電,這樣就能達成日夜24小時皆可發電的功能了。