全國中小學科展

第三名

以B-V色指數圖探討球狀星團中的紅群聚

在蒐集網路上的資料時,我們在球狀星團中觀察到了一種稱為紅群聚(redclump)的恆星,此類恆星在天文領域中為一個較新的研究題材,我們透過以下的幾個方法,進一步探討紅群聚:一、製作B-V色指數圖並分析球狀星團中的紅群聚。二、計算紅群聚在水帄分支中的數量百分比,與星團年齡做比較。三、觀察紅群聚與轉折點的亮度差,與星團年齡做比較。經過研究分析之後發現:一、星團年齡與紅群聚在水帄分之中所佔百分比成反向關係。二、球狀星團中,紅群聚和轉折點之間的亮度差與年齡呈現反向關係,與疏散星團相反。

立體撞球檯

繼去年我們以長、寬分別為 a 、 b 的平面撞球檯,在新竹市參加展覽之後。今年我們想更進一步的將其推廣成長、寬、高分別為 a、 b 、 c 的立體撞球檯,並嘗試用新的方法推導研究平面(二維)及立體(三維)撞球移動情況及相關的數學結果。

小玩意解決大問題

一次回鄉下外婆家,見舅舅在灌溉農田時,用一構造極簡單之機械,接於溪床上或溪岸邊來打溪水灌溉,此種簡單機械是用三根竹竿,上端交足於一點”在交叉點繫二根粗蠅,繩子下端綁一有手柄之竹簍以便擔水(如圖),而人立於溪流中用力將水滔上岸,甚為辛苦。我看後突然想起在地下街曾見過一種喝水會擺動之”醉鴨”,此種玩具不須燃料或電力等而能運動不休,故能否應用此種玩意來代替人顯或其他機械工作,非但可節省寶貴的”人力”,亦可節省”能源”,於是回到學校跟老師討論此問題,於是在理化老師指導下開始了我們主題之研究探討。

小心「觸」電—PEMFC觸媒效能探討

燃料電池以鉑棒做為陰極和陽極,其價格昂貴且效能不理想。本實驗探究影響鉑與碳黑間的相關變因。由實驗結果發現最佳條件:鉑含量20wt%催化效率最好;而震盪時間會影響觸媒的分布,其中以震盪3小時表現最好;還原溫度可以改變反應速度,以80℃的效能最佳;還原劑的種類更直接地影響前驅物還原的效果,其中甲醇的還原力比乙醇高。經檢視觸媒的TEM照片,我們發現造成觸媒效能低落的元兇為「成核反應」,過多的鉑會聚集成塊而降低表面積;震盪越久使顆粒細小、表面能上升聚集成團;還原溫度高使得反應速率快,溶液中出現大量、細小的鉑晶核,使得鉑顆粒的表面積/體積比太高,非常不安定,讓其更容易聚集,也影響反應效率。

單擺週期的疑惑-不同重力下單擺週期的改變

緣自於康軒版自然與生活科技第3 冊第一章的活動1-4,有關單擺週期的介紹,也因老師的提問---將單擺裝置移至月球上,週期會如何改變?因此展開此次的研究:首先,我們利用定滑輪及鐵塊設計了可以改變加速度的裝置,以便單擺能在不同加速度系統下擺動。我們以高速閃光燈及單眼照相機拍下在加速度系統下擺動的乒乓球,以便分析加速度及週期之間的關係,為了測量快速運動物體移動的時間,我們將電子碼錶拆解,並分析它的計時是如何運作,因此我們從電子碼錶內接出三條電線,利用這三條電線的通電與否,可以開始及結束計時,就如同光電計時器般,利用這個裝置,我們可測出加速度的大小。

未知環境中自主探勘、定位及導航之整合系統

本研究透過ROS(機器人運作系統)實作一個能自由探勘且進行SLAM (同步定位及地圖構建),且使用自身建構出的地圖進行導航任務之機器人系統。將探勘與定位領域結合,機器人便可以在面對完全未知的環境有一套應對措施。利用ROS機體與程式軟體分離的優點,本研究開發出的系統可以運用於任何能安裝ROS或與ROS連結之機體,供各式各樣的服務做為一系統性的路徑規劃器及運動基座。並探討此系統擅長及較不適用的環境,呈現目前機器人系統的運作能力。而日後在各區塊的技術精進,都能分別套用在此系統上,而不需要重新建構整個架構。

小烏賊知多少─摩托車排出的廢氣對生物的影響

根據報導指出,台灣地區最近空氣污染的程度已日趨嚴重,逆溫層屢次出現,而造成空氣污染的主要原因,如工廠、汽(機)車排放之廢棄及燃燒廢五金、垃圾所產生的黑煙等,其中又以摩托車排放之廢棄,造成的污染佔很重要的角色。但其危害生物的報告不多,故引發我們對其作進一步的探討與研究。

蘋果變了嗎?

現在蘋果很便宜,媽媽買了很多,我想明天是全天課,讓媽媽把蘋果削好,放在塑膠袋,吃過午飯再吃個水果吧!沒想到吃午飯時,打開塑膠袋一看,蘋果怎麼變了呢?跑去問老師,老師鼓勵我們自己研究看看,所以我們就和老師一起研究研究!

大城地區冬季季風與農作防風的研究

一年級時,有一次上地理課,講到臺灣的氣候,其中提到「臺灣屬季風氣候區,冬季吹東北風,北部和臺灣海峽風力很大,為防護作物,農田普偏栽植防風林」。而我們大城地區是位於臺灣西部平原,臨臺灣海峽,我們覺得是否因此,大城地區的冬季季風也會較大呢?平常我們常說「竹風蘭雨」,那我們大城地區的風又如何呢?於是我們請教了老師,老師告訴我們:大城地區的冬季季風應該會比一般較不靠海的地區來得大些,因此,在老師的指導下,我們開始了風力的觀測。

神秘的暗號

元宵節到了,老師教我們拿紅玻璃紙製作花燈。其中有一位同學拿黃色彩色筆在設計圖樣,不小心紅玻璃紙蓋住了圖樣。一看!圖樣不見了,好奇怪趕快打開來看,圖樣還在,真好玩。大家就拿了很多不同的彩色筆來畫。試試看結果如何,發現有的色不見了,有的色變黑黑的。我們想是不是可以利用這種現象來做一種好玩有趣的玩具。