全國中小學科展

佳作

風與扇

藉由葉扇不同角度,來探討風量與不同風向之間的關係。

搶"風"頭---彎曲吊扇與風力的探討

扇葉彎曲,就像一個人病了,我們能做的不只是將它丟棄而是去了解什麼原因讓它變成這樣!而原因就是”濕氣”在作怪;而扇葉的新材料太重時則阻力變大、易下垂,太輕則扇葉易變形、晃動劇烈,太寬、太窄時都有不同的變化、都會影響吊扇的風力。並利用『分貝儀』來測量扇葉風力(噪音)大小,結果連微風也可精準的測出。補救扇葉方法:泡水後的扇葉是鬆垮的。但再浸泡樹酯並緊壓、乾燥後,舊扇葉的強度有明顯的復元變好。吊扇與天花板的距離:發現太近時吸力變大、氣流變強、噪音增大,風力卻變小。當大家在倡導環保時,我們也希望不要因為吊扇老舊了就將它整個丟棄,應該可以發揮新的創意,將環保與實驗結合起來,作更有意義的應用。

塑膠土保水性對植物生長的影響

台灣每年總要遇上一段枯水期,農業活動被迫休耕,農業經濟損失不少,為了節省可利用的水資源,以聚醯胺(polyacrylamide)所製成的塑膠土作為土質實驗,此塑膠土攜帶方便,且可重複使用,當吸飽水後可增為原來的50倍體積,保水力為一般砂土的270倍,形狀由吸水前之固體顆粒變為吸水後之果凍狀,然而對植物根部較沒有附著點,因此我們以塑膠土混合泥砂來達到使植物生長更好的土質調配。觀察結果發現植物在有塑膠土植栽中,無論是發芽率、生長率(含芊插植栽),都比一般土質生長良好,但跟侵入塑膠土內,因此給予其乾旱期,植物也能在缺水的情況下生長但不枯萎,惟在環保上的顧忌將是在下一次實驗的發展主題。

聞「數」起舞

笛卡爾結合幾何與代數,讓我們了解直角座標的美,體認代數與幾何有著密不可分的關係,因此本研究中結合數列和平面圖形-正方形、六邊形、三角形,按著左轉或右轉的規則行走舞動的軌跡,交織出多種複雜卻具有規律的有趣圖形。我們利用方格紙及GSP軟體繪製出這有的像風車、有的像烏龜的圖形並進行歸納、推測與證明。研究結果顯示:轉彎時的角度和方向是影響圖形的變化最關鍵的因素;利用外角和與對稱等相關性質可證明舞步圖形是封閉圖形與否。舞步數列的循環次數與舞步軌跡所圍成的面積、周長、重疊線段的長度在研究中也都可得出個別之通式。

我糊塗,但我不愛「風狂」 -探討影響彈塗魚離水上岸行為的因子

本研究探討影響彈塗魚(Periophthalmus modestus Cantor, 1842)離水上岸的因子及其棲地選擇情況。在定點觀察及穿越線調查中皆發現,彈塗魚在冬季東北季風強烈時不容易被觀測到,經實驗設計及野外持續追蹤後發現,彈塗魚在風速較強的情況下,仍然會離水上岸活動,但往返水陸的頻率較高,顯示風速是影響彈塗魚離水上岸頻率及時間主要的原因之一。在微棲地的選擇方面,彈塗魚會選擇空間異質性較高的棲地類型活動,亦即並非單調的泥灘地。日照長短及風速會影響彈塗魚的離水上岸行為,進而影響其攝食行為及生長 (圖1)。

應用橢圓曲線在中文加解密之使用探討

在此次的科展中,我們將利用高中數論所學的同餘運算,來進行加解密計算。並利用橢圓曲線逆運算不易的幾何特點[4][5],來確保明文加密後的安全理論並設計出結合中文加密模式。我們研究結果如下:一. 公式分析:我們先引用橢圓曲線的加解密運算式分析出它的數學原理,進而推算出其關係式以進行電腦演算。二. 演算法內容分析:由公式分析出的結果,我們開始為每一個中文明文進行編碼,並歸納出其關係式來推論出可用的加密點。三. 由橢圓曲線上的可加密點來進行中文注音及標點符號的編碼,並以馬致遠的「天淨沙」來實作出我們模擬的成果。

聲音發電

發電的方式有很多,有火力發電、核能發電…等,不過這些發電方式都會有環境汙染的問題。環保的發電方式如風力、太陽能…等,那聲音是否能發電呢?我們運用喇叭中線圈與磁鐵的相互運動來發電,並研究如何使發出電壓加大的方法,找出適當的方式使LED發出亮光。運用這樣的研究希望可以開發出效率較高,且較不易產生汙染物的發電方式,進而能將這種發電方式應用在日常生活中。

「紙」在 乎 天 長 地 久---- 紙 張 維 護 之 研 究

本作品探討環境中各種變因對紙張的影響,透過實驗與紙廠的技術支援,研究使紙張保存更長久的簡易方法。研究結果:一、 紙張出廠後,如何防止劣化「控制良好的保存環境」以防止紙張劣化1. 高溫高濕下會加速纖維分解及微生物的活性而危害紙張,因此溫度20℃濕度50﹪為紙張的理想保存條件。2. 空氣中酸性有害污染物與纖維素作用,導致紙張劣化、變黃。3. 鹼性環境(pH=9 左右)可中和酸性物質,減緩紙張劣化。4. 紙張經UV 光照後纖維發生光合水解作用,造成纖維硬化分裂。二、 劣化後,如何減緩劣化速度「運用脫酸法及使用適當的塗料、噴劑」,以強化紙張纖維素,防止聚合度下降飽和石灰水脫酸法對紙張維護的效果均不佳。道林紙適合用碳酸氫鎂脫酸法,宣紙適合氫氧化鈣脫酸法,銅版紙適合碳酸氫鎂脫酸法。此外,紙張經鹼性噴劑如:0.1%Ba(OH)2、10%PVA-BF-05(商品名)及10%SS-2800(商品名)表面處理後所受影響,也值得研究。

老師無法解決的難題

本研究以循環及由後面推理方式完整的解決歷屆科學展覽的難題「約瑟夫排列」。

樸克樸克你在哪

使用樸克牌來進行尋牌遊戲,是很多人知道的方式,我們透過實際分析,加上結合運用輔助牌及進位制的方法,對尋牌遊戲中的發牌疊合造成的牌子位置變化關係,做一完整分析,並在了解其規律後,進一步探究其相關原理的推衍與應用,讓這尋牌活動有更多的方法可行。