全國中小學科展

佳作

當地震發生時—路上交通工具的變化

一、從看電視時,突然發生有感地震,家人都很慌張;到了學校也舉辦防震演習,使我們知道地震發生時,該如何來防備。可是真的強一點的地震時,大家都不知所措。 二、我們研究的重點是當地震發生時,路上交通發生怎樣的變化?我們設計了圓球體、圓柱體類和單輪車、雙輪車、三輪車和四輪車;在路上行駛時突然地震,會有怎樣的變化。 三、實驗時,我們利用廣告顏料塗在輪子上,當地震發生時,這些器具會在地震板上留下痕跡,我們從這些痕跡判斷地震當時的車子是怎樣前進的;也知道火車車廂在鐵軌上的行駛狀況。 四、建議交通部對交通工具中的安全設施,應該想出安全的方法,來保障旅客生命的安全。

重金屬逆境對植物生理時鐘影響機制之研究

本研究探討銅、鐵、鋅、鉛、鎳重金屬逆境對南國田字草(Marsilea crenata)之影響,針對南國田字草睡眠運動的小葉開閉合角度及所需時間進行量化與質性分析。結果顯示,重金屬離子會延遲或縮短小葉開閉合所需時間;重金屬離子影響南國田字草之小葉夾角以鐵離子最為明顯。由實驗可發現南國田字草對重金屬離子皆有吸附性,對於水域環境之重金屬清除具有重要意義。隨著種植時間增加,南國田字草小葉開閉合角度差在重金屬離子濃度100 ppm以下多有上升趨勢;在100 ppm以上則出現下降趨勢。隨著濃度增加,可發現銅、鐵、鋅、鎳離子皆會使角度差出現下降趨勢。分析植株的生長狀況,可推估南國田字草對不同重金屬離子之耐受度,並藉以判斷重金屬離子影響植物生理時鐘之機制。

深入「笛」境~ 自製塑膠管樂器之開發與原理之探討

本次研究利用打氣機及簡易的變壓器製作可調整流速的裝置,透過自製的排水集氣及水位平衡裝置,成功測量出流速大小。利用示波器截取聲波的資訊,再用Excel進行傅立葉分析,可以找出複合音的頻率。我們自製塑膠笛發現,頻率的大小與氣流流速、氣流到尖劈的距離、空腔體積、指孔大小皆有關聯,於是我們製作不同的塑膠笛,找出它們之間交互作用的關係,最後推出頻率之通式,再用此方程式找出音階,設計了伸縮笛、合音笛伸縮版及指孔版等三種樂器。最後利用透明塑膠管和乾冰,觀察空腔共鳴時,內部氣流的流動情形,找出塑膠笛頻率振動的原理,和實驗結果互相呼應。

躍然幕前-立體影像拍攝條件之探討

本研究建立視線三角形之模型,用於推算拍攝立體影像時兩鏡頭的最大間距,並預測立體影像凸出螢幕之距離。接著拍攝並編輯用於立體影像觀測實驗之影像對,以觀看對照示意圖的方式,量化不同拍攝與顯示條件下合成效果的差異,最後透過受測實驗的進行找出人因上的限制條件與數值,並驗證模型。經本研究可推知,影像凸出效果主要受兩眼影像顯示距離影響,可由沙漏形視線三角形模型預測並進行調整與控制;欲拍攝可舒適合成之立體影像時兩鏡頭之最佳間距約為6公分;改變影像尖銳與平坦程度的因素主要為角度資訊(含鏡頭間距與拍攝角度)及顯示時兩影像的距離;利用兩可旋鏡頭拍攝可改善平移兩眼影像時造成的變形,使影像尖銳與平坦程度更符合真實情況。

簡易型多角度砂輪修整器

磨削為金屬切削加工中常用的精密加工方法之一,利用高速旋轉的砂輪,磨除工件材料欲除去的部分,由於砂輪磨刃甚小,工件材料移除量比起其他切削加工如車削、銑削少,因而常為機械加工的最後加工步驟。當工件製作好時,需要用磨床做到更精密的尺寸,又遇到角度需要研磨時,在學校的作法,就是為了一個工件製作一個治具,製作一個治具花費的時間大約是再三小時至四小時,這花費的時間似乎有點太長了,而如果要使用角度規的話,一組角度規的價格並不便宜,所以我們就研發這個砂輪修整器,能夠方便做出想要的尺寸,而且價格不高,這樣不但能節省時間,也能夠省下製作治具的成本,不管是想要什麼角度都只要一樣東西就能完成了。

吹毛求疵--絨毛種子的飛行密碼

研究發現真實種子滯空時間和水平位移為纓絨花>芒草>小錦蘭;種子的質量、平均速度、平均加速度以及CD為纓絨花<芒草<小錦蘭。仿生種子最佳的側向力:寬度1.2公分,彎曲度90度,重量0.3公克,重心在下,絨毛長度5公分,絨毛數量720及900根,絨毛分布360度。最佳種子滑空比:絨毛分布360度,種子彎曲60度,絨毛數量720根,種子寬度1.4公分,絨毛長度5公分,種子重量0.5公克,重心在側邊。而在側向力與飛行模式實驗中,種子本身變因與其相關性較小,與絨毛相關性較大,顯示絨毛種子的絨毛對於種子的飛行模式具有高度的影響力。

“輝”比尋常 ~~探討黑板顏色對光源亮度表現的影響

現行“黑”板已不是黑的,因此,我們準備數種顏色“黑”板,希望了解各色“黑”板對應光源亮度的表現,先以實驗箱測試照度及輝度,再以自然教室實測及問卷驗證。 由實驗結果顯示: 1.平均照度表現為黃、白色居高,黑、綠4白0、洋紅偏低。 2.平均輝度表現為黃、白色居高,黑、綠4白0偏低。 3.綠4白8不論在照度、輝度的表現上都相當穩定。 依結果提出建議: 1.以「綠4白8」黑板取代高照度、高輝度的電子「白」板及白色布幕。 2.配合照度、輝度表現調整學生座位距離,修改現行「國民中小學設備基準」。 3.配合照度、輝度表現,調整現行「中華民國國家照明標準」。 4.將傳統教室照明設備改為感應燈,以配合照度、輝度表現,自行調整教室光源亮度。

無風區的奧秘

風吹過物體後,會在物體的後面形成無風的區域,本研究及透過自製的儀器測量,並描繪出在不同情況下,無風區的形狀及大小,且驗證無風區面積大小與阻力的關係。

由人工智慧的DNA序列分析-探討拖鞋蘭的親緣關係之可行性研究

本文籍由人工智慧理論中的模糊理論方法,設計出一套對DNA序列的分類方式,並做生物數值理論分析,再以雜交過後的拖鞋蘭當作樣本,進行生物試驗檢定。 在此我們以不同原生種的拖鞋蘭分別作為學習樣本,再以雜交之後的雜交種拖鞋蘭來檢視,是否我們的方法具有實際臨床實驗的正確性及價值,本方法主要以人工智慧中的模糊理論來進行,將所有胺基酸序列進行分類,在量化分析之前必須先將電泳儀分析出非ATCG的字元做前置處理,然後利用歐式距離,來對雜交種的胺基酸資料進行檢核,發現可以分辨出相互的親緣關係,驗證了有效提高植物DNA種屬鑑定分類的正確性。

『筷』智人口

研究、探討吸管填塞物、吸管軟硬度、吸管容積、黏土材質、黏土填塞吸管方式,以及整體排笛製作方式等各項變因,對自製吸管排笛所發出的響度以及音階的影響,嘗試尋祕以較快速、較精準的方式,製作出屬於自己的自製樂器 – 吸管排笛。