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佳作

『銅』心協『鋁』­—利用氧化還原回收銅離子之研究

利用氧化還原反應,鋁的活性較銅大,因此鋁扮演失去電子的角色,將鋁片放入2 M KOH,銅片放入模擬含銅高濃度之廢液1 M CuSO4,銅廢液之Cu2+ 離子得電子析出於銅片,原本濃度高達 6.35×105 ppm之廢液,經回收後Cu2+ 離子濃度下降至1.999 ppm,符合行政院環境保護署規定之放流水標準3.000 ppm,Cu2+ 離子回收率達99.99 %。達到淨化銅廢液的效果,同時氧化還原過程中可產生電能,接上蓄電池,儲存產生之電力,其電壓1.575 V及電流3.05 mA。 利用上述的條件,製造出裝置模型,我們並利用塑膠桶及藥品瓶、橡皮塞、珍珠板、5組球閥、透明塑膠管、塑膠接管,製造本研究裝置模型。 裝置優點:半連續式多級操作、回收銅金屬、產生電力、淨化水質達法規之標準、製作成本低。

旋轉皂膜之厚度變化

本實驗改變水平皂膜對應的容器材質、形狀、大小及轉速,觀察其對皂膜之干涉圖案影響。另外皂膜轉動時圓形、方形皂膜會產生同心圓環狀之干涉條紋;而長方形、橢圓形皂膜則產生近似橢圓形干涉圖案。而轉動圓形皂膜可將其分為初期、中期及末期。初期之干涉條紋與牛頓環類似,中期環狀條紋會因皂膜變薄而減少,末期皂膜中心出現黑圓區域。 三種不同轉速下,皂膜厚度會由內向外逐漸變薄。而皂膜內微胞流動堆積導致皂膜厚度有固定、沿徑向往外連續增厚、往外突增三種情形。轉動皂膜初期,其表面近似水平,此時皂膜藉由表面張力梯度提供向心力來源。而中後期出現大區塊厚度相等的皂膜,此時皂膜表面需凹陷以提供向心力,且轉速越快凹陷越劇烈。

「水砂共舞」-探討坡地土壤沖刷之特性

本報告研究坡地土壤之沖刷特性,使用縮小版的水槽進行沖刷實驗,分別嘗試各種因素如坡度、水量、流速、土砂、植生的組合所造成之沖刷量,找出其沖刷規則,並歸納各因素的重要性與交互關係。再將主要因素套用模糊理論,依照實驗的沖刷規則等比例放大,即可推估曾文水庫各子集水區的土壤沖刷量,與莫拉克颱風發生之實際沖刷量進行比較,誤差多集中於30﹪以內,有不錯的精確度,值得未來做更進一步的研究與討論。

第六個心

針對三角形 ?ABC ,以其三邊為底,同時向外或向內作三個相似等腰三角形?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC ,我們發現 'AA 、 'BB 、 'CC 三線交於一點──「第六個心」。其實,第六個心並非由 ?ABC 所決定唯一的一點,乃是隨等腰三角形?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC 的變動而有所不同。隨等腰三角形 ?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC 的變動,第六個心在平面上形成的軌跡為等軸雙曲線﹝漸近線互相垂直﹞,並且通過 ?ABC 的三頂點、重心以及垂心。我們研究的範圍包括:雙曲線的無窮遠點、 'AA 、 'BB 、 'CC 交於無窮遠點的判別條件、尤拉線的推廣等。為了研究以上主題,我們引進了一些額外的數學工具,如投影平面、bary-centric coordinate。藉由這些工具的使用,我們得以發掘定理背後的數學結構,並且簡化計算過程,增加文章的可讀性。

磨刀霍霍

當需要進行車刀角度研磨時,往往需要消耗許多時間及較高的研磨技巧才能提升刀具研磨角度之準確度,因此、我們設計了一組「磨刀霍霍」車刀研磨附件(如圖1所示),此附件能做角度偏擺(Yaw)及俯仰(Pitch),搭配自製的鑽石砂輪裝置可直接安裝於車床上進行準確的刀具研磨。本研究運用分度盤分度的原理,能夠方便且快速調整所需要的角度。本研究以簡易、輕量化的方向設計,利用Inventor 3D繪圖軟體進行將零件設計、模擬配合檢查干涉,將其實體化並組裝進行測試。

幻想濾鏡:人工神經網路實現手機拍照增強

自動影像處理一直是個熱門的話題,目前已提出許多提升手機拍攝照片品質的方法。在這份研究中,我們建立GAN模型,嘗試消除手機於夜間拍照時照片中的噪點,並且提升照片畫質。我們先用非成對數據訓練CycleGAN,利用CycleGAN由高品質圖片產生對應的低品質圖片,再使用此數據訓練生成器,藉此達到降噪以及提升畫質的效果。藉由我們的模型,使用者可以透過簡易的方式,有效地去除手機拍攝夜景照片中,惱人且難以消除的噪點。據我們所知,我們的研究是目前最方便且有效的方式,為自動影像處理開創嶄新的道路。

「弧」思亂想

本研究在探討一種特定類別的曲線集合 : 給定平面上 n 個點 {A1,…,An},我們想要找 n 段圓弧,使得 n 段圓弧分別以 {A1,A2 }、{A2,A3 }、…、{An-1,An }、{An,A1 } 為端點,且 n 段圓弧光滑的相連,我們將此 n 段圓弧形成的圖形稱為光滑解。主要研究發現為 : 1. n 為奇數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 2. n 為偶數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 3. 光滑解自交不可避免 4. 上述圓弧組不存在時,可透過增加一個新點使圓弧組存在 5. 增加新點的軌跡是圓

外觀微變

透過簡易的實驗裝置1、2 的操作﹐觀察紅色毛細水柱移動及U 型管澄清石灰水液面高低變動等外顯性的訊號﹐配合顯微鏡檢視酵母菌數的微變觀察﹐經由實驗裝置1、2 觀察結果﹐進行交叉比對、分析﹐間接瞭解、認識酵母菌與環境間互動的面貌。

硯裡乾坤—螺溪石與端溪石的比較研究

端硯為中國四大名硯之首,螺溪硯則是台灣特有的珍貴硯石。本文以濾紙過濾、墨液在宣紙上的擴散,觀測兩種硯石磨墨的顆粒大小;以imageJ軟體測量墨液的灰階值;並從硯石的密度大小、墨液被宣紙吸附的高度、水分蒸發的快慢、硬度的大小與研磨後硯石的耗損量,比較兩種硯石的特性。研究發現,端溪石比螺溪石的質地更為縝密、不吸水,水分不易被蒸發,墨液的碳粒也比較細緻,成色更黝黑,而且易被宣紙吸附。至於螺溪石的硬度則比端溪石大,久經研磨不易耗損。雖然端溪石比螺溪石更適合磨墨,但兩種硯石的性質差距不大,而且螺溪石具有獨特的針鋩,在研磨圈數達400圈後,磨出的墨液品質與端溪石一樣黝黑油亮,都是非常優質的硯石。

謎樣雪山—東北角潮間帶雪山寶螺Cypraea caputserpentis之觀察與研究

我們的研究以東北角潮境與蝙蝠洞潮間帶為觀查地點,針對寶螺進行將近兩年的調查,除了調查出寶螺種類,更以數量最多的雪山寶螺為主題,進行數量、體長、護卵的資料蒐集,在體長資料的分析中,發現潮間帶的雪山寶螺並沒有明顯成長的跡象。另外也意外發現海溝兩側雪山寶螺數量的差異後,設計海浪沖擊實驗,實驗結果與野外狀況相吻合,雪山寶螺較不容易面向浪。再利用此海浪模組,設計漲退潮實驗,發現雪山寶螺在藻類充足下,並不會隨意離開岩塊。 接著利用不同季節的飼養結果(無成長)、卵堆出現狀況(一年四季)、母螺護卵時的體長(2.1~3.5cm),推測雪山寶螺應是陸續進到潮間帶,陸續產卵,以達分散風險,且進到潮間帶的雪山寶螺應該已經達到成熟狀態。