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佳作

螢光棒的驚鴻一瞥

市售螢光棒琳瑯滿目,其棒身主體分有內、外兩管:內管填裝強氧化劑,外管則有螢光發光物種及染料,而螢光棒的發光時間約12 小時。一般廠商會將氧化劑放入內管,一壓迫內管便將將螢光物種激發而放出能量,此能量以光的形式放出即是螢光棒的發光原理。而我們實驗中無意發現添加一些化學物質例如氨水及含有胺基的化合物等,使螢光棒的發光現象改變,使螢光棒的發光如同曇花一現般的光亮,令人驚艷。

有跡可循─C/2004 Q2 (Machholz)彗星軌道之研究

適巧Machholz 在去年8 月發現新彗星C/2004 Q2,而IAU 公佈其軌道根素,言明Q2 為拋物線軌道,永不回歸。本研究以14 次彗星觀測,以Find_Orb 程式計算Q2 軌道根數,並分析軌道變動性及可能原因,進一步驗證萬有引力並尋覓可能之擾動因素,同時進行了彗星運動模擬。結果顯示:Q2 軌道為橢圓而非拋物線。各根數中,a 變動稍大,其餘誤差小於2 %。軌道形狀雖有不同,但不改變與黃道相對位置。再者,Q2 近、遠日距為1.2、114AU,回歸週期438 年,表示它來自歐特雲,屬週期彗星。又因Q Q2 與地球軌道相距0.3AU,並不會造成流星雨。以星曆表做靈敏度測試,顯示本研究相當準確。在三點軌道計算,若時間取樣適當,根數並無明顯誤差。因Q2 到訪不久,引力攝動不明顯;由Q2 亮度對時間作圖可知Q2 亮度屬規則變化,故Q2 受非引力影響極微,後續應著重引力攝動項。將來Q2 軌道會如何呢?有待後續追蹤。

大自然的甘泉-竹霄地區浣衣池地下湧泉之探討

霄裡地區舊有「看不盡的霄裡田,吃不完的霄裡米」的稱頌,地下湧泉扮演重要的給水、灌溉功能。本研究以浣衣池地下湧泉為核心,分成四部份研究:一、調查浣衣池的數量及位置。二、探討湧泉水形成的原因,瞭解所在土層分布,透過實作湧泉模型呈現其原理。三、將湧泉水、附近水體和自來水進行水質檢測與分析。四、採集該區的土壤,製作簡易雨水滲透模型,並檢測流出的水質。 調查發現:竹霄地區湧泉分布於中壢台地下方的坡崁,是因地勢造成高度差而自然湧出。湧泉水質經檢測,發現和自來水數據相近,是乾淨的水體,為探究原因,我們用連通管原理,製作模型模擬湧泉從土壤縫隙流出;從簡易雨水滲透模型過濾後的水質,也比原本的水質乾淨。

倒車攝影機影像之變形校正

與傳統的鏡頭比較起來,廣角鏡頭可取得較大範圍的影像,所以廣泛地運用在很多地方,例如倒車攝影機、內視鏡、防盜警眼等,但是其影像會有很大的變形失真,容易造成人類眼睛的錯覺與誤判。本篇研究以倒車攝影機為例,使用了多項式函數來校正其影像的變形與失真,從程式實作的校正結果看來,我們的方法之效果還不錯,相信同樣的模式可用來校正其他使用廣角鏡頭的儀器設備之變形影像。

柏拉圖送禮

本研究探討「以正方形紙包裝正多面體」的問題。藉由拆解正多面體為展開圖的想法,將立體問題轉化為平面,再進一步分析展開圖的各種樣式,並利用各種方法找出展開圖的最小覆蓋正方形,得到本研究的答案。其中本文所提及之「四邊形固定法」與「貼邊固定法」可作為一般化尋求最小覆蓋正方形的工具。

大有「旋機」—透過旋轉式機制重新探討機翼升力

在本實驗中,我們將測量升力常見的「懸吊式」裝置改良為「旋轉式」裝置,透過馬達轉動,會產生電力的原理延伸:以馬達為主體,並將機翼接於馬達上,此時產生的電流大小,即定義為機翼升力大小。並配合月曆紙與珍珠板所製作的環保風洞,測量不同長、寬及弧高位置的機翼,更透過雙腳釘更進一步的測量前、後掠式的機翼升力,也另外探討了表面材質對機翼升力的影響。

純天然農藥-印度梨型孢真菌的探討

Piriformospora indica 為一支可被獨立培養的植物根部共生菌,在農業上有極大的應用價值。然而,活體需要每月繼代,十分麻煩,而冷凍乾燥的P. indica保存時效比活體長,具有共生能力,輕且易碎、容易生成粉末,不管是學術用途價值還是實際應用價值都極高。冷凍乾燥的P. indica於Kafer活化六小時效果最佳,然而以水活化六小時最為實用。P. indica的孢子更可比一般真菌承受溫度較高的熱應激。但是,P. indica並不是完美真菌,雖然學術界目前都回報P. indica的優點,然而本研究發現其有可能負面反應,在將來開發為生物農藥時需要多加注意。本研究也同時發現P. indica對於青枯病原菌的抗性,增添P. indica的研究價值與外來用途 。

有理矩陣週期性的探討

用矩陣的特殊性質,如特徵根、行列式值,來解出有關矩陣週期的問題。

生死一環間──斷金鍊的問題研究

本研究主要是由文獻中〝巧斷金練〞一條二十三環金練一天付一環之斷金問題延伸探討一條有k 環的鍊子,依假設每天需給付m 環,給付環數不同情況下,推導出在每一假設條件下之項鍊最大環數、切開環各段環節的環數、被切開環的序號等公式,進而再推研一條項鍊與一圈項鍊之差異性。首先我們先由一天付一個環、兩個環、三個環、四個環進行實驗、尋找規律、驗證推導公式,進而推導出一天付m 個環之情況。其次我們又進一步研究若為一圈密合項鍊在與一條項鍊假設條件相同之情況變化為何進行研究。總結我們研究推導出許多可行的公式,統整後歸納於結論即討論中。

土角厝的奧秘

傳統夯土的土角厝磚加入的稻草混合物,以混雜方式可以有效的減緩熱傳導效應,並對屋內或戶外蒸散水氣,以達到土角厝磚內部與外部的大氣平衡。研究結果顯示混雜方式雖好,但效率因不同地、不同土壤、夯土的技巧或加入不等量稻草的因素,呈現複雜多樣的變化,利用重量法、密閉加壓法求得相對的孔隙比,得知在每克飽和土壤加入0.14克的稻草研磨物為單位,依比例製作土角厝磚,飽和狀態加入研磨添加物60%以上,土角厝磚正反兩面的溫差隨時間增加有逐步擴大的現象。