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第三名

當我們「銅」在一起---螢光銅奈米團簇的合成及其性質之研究

以巰基苯甲酸異構物(對巰基苯甲酸、鄰巰基苯甲酸)與硝酸銅為反應物,巰基苯甲酸做為配位基與還原劑,採一鍋到底的方式,反應在70℃下30分鐘,可分別合成出粒徑大、分散性差黃色沉澱並有橘紅色螢光的銅奈米團簇與粒徑小、黑褐色澄清液體具有藍色螢光的銅奈米團簇。接著以自行設計的簡易螢光光譜儀分析,橘紅色螢光的最大放射波長為620奈米,在丙酮溶劑中,螢光增強,對pH值有依賴,並在鹽類、鹼性溶液中,非常不穩定,銅奈米團簇會分解,黃色沉澱與螢光消失;藍色螢光的最大放射波長為420奈米,在丙酮、酒精中,螢光增加,另外控制溶液的pH值4〜8與特定鹽類時,可使螢光強度增加,並且穩定性佳,未來具有做為金屬奈米螢光材料的潛能。

終端速度

液體中之自由落體與液體的黏滯性有關,本實驗找出球體半徑與終端速度之間的關係。利用攝錄機作為紀錄工具,拍攝三種材質(壓克力、玻璃、水晶)的球體在沙拉油中的自由落體過程。使用電腦映像處理軟體將影像分解成幅影像,時間的解析度為1/30 秒。測量球體的高度與時間,分析高度與時間的變化情形,發現終端速度與球體半徑之間的關係。 流體中之運動方程Fdrag = -k1V,無法符合實驗結果。我們的實驗結果顯示油中的自由落體的運動方程應該是Fdrag = -(k1V+ k2V2)。由不同材質的壓克力球(~1.18g/cm3)、玻璃珠(~2.47g/cm3)與水晶球(~2.66g/cm3)所獲得的終端速度(Vt)與球體半徑(a)的關係為a3(ρ-ρ') = 0.00003(aVt)2 + 0.00021(aVt) + 0.00575,其中ρ與ρ'分別為球體密度與沙拉油密度(0.90 g/cm3)。

骨色骨鑲--數字顏色條件化之骨牌鑲入問題探討

本研究源自書中《彩色骨牌》遊戲:一副骨牌28張,用七種不同顏色表示數字0~6,同時在7 × 8矩形中以顏色次數加總提示每行、每列共15個總和關係,最後依提示計算出各顏色代表的數字,並用28張骨牌重現之。研究成果如下: 一、 聯立方程式能有效解決數字顏色條件化的計算,同時也可從遊戲設計者的觀點掌握,了解已知總和條件的設定應避免給予兩組以上的相似聯立方程式。 二、 彩色骨牌鑲入唯一解作法應事先排除會造成多重複鑲入方法的條件,如避免出現2×2方格內對角線數字相同。 三、 自創新式彩色骨牌數學問題,可藉由中央和k值與四核心矩形總和S值的關係:(骨牌總點數 + k) ÷ 4 = S,去推算規則、找到一般化的結果,且變化性可無限延伸。

無「髮」無天—自製毛髮濕度計的可行性與影響之因素

本研究旨在探討毛髮濕度計的製作與改良,探討毛髮濕度計在生活中使用的可行性,以及影響毛髮濕度計偏轉的因素,並改良減少毛髮濕度計誤差值的方法。結果發現:經運用光槓桿原理改良的第三代毛髮濕度計,其偏轉角度約為第二代的一點七倍,且約為第一代的八倍,可大幅降低毛髮濕度計的誤差值,提升毛髮濕度計測量的精確性。本組所製作的第四代縮小版光槓桿毛髮濕度計,可使用更短的頭髮來進行實驗,增加使用的便利性。本組也發現染劑與頭髮添加物會破壞頭髮的角蛋白結構或是使水分無法順利滲入頭髮,使得偏轉角度變小。因此建議在製作毛髮濕度計時,應選用沒有使用染劑及頭髮添加物(例如:髮膠、髮臘)的頭髮,以提升毛髮濕度計的準確度。

飛上青天

天氣變冷了,曾文溪口又飛來了黑面琵鷺,我們全家利用假日去賞烏,最使我難忘的是鳥飛的樣子,他的翅膀張開在天空翱翔,繞圈姿勢優美,也看見大小、形狀不同的鳥展翅的型態都不相同。 回家的路上,在濱海公路邊看見小型飛機的飛行,使我想到了許多有關飛行的事情,正好台南中山兒童科學館舉辦飛上青天的研習活動,陳老師指導我們利用珍珠板製作、設計小烏飛行;也利用巴沙木製作滑翔機,非常好玩,所以回學校就繼續研究怎麼樣的模型飛機才飛得遠。

大珠小珠落玉盤~大型場館安全避難研究

本研究採用串珠模塊法,並將不同類型的人群濃縮為基本單元(模塊),並根據人流、門流,透過估算人潮流量通過節點所需時間,撰寫估算程式。旨在推估大型展場之疏散時間。 結果是:若以21600人、三層看台、四區一梯、長短邊有五及三門的巨蛋展場,並採垂直分流設計,將可執行安全疏散。 在本研究的巨蛋球場格式下,只要各分區人潮不重疊,人在看臺上移動速度會是影響安全疏散的關鍵。本研究推論:能安全疏散的大型展場設計標準是垂直動向獨立、每400人一個梯、大門出口前的緩衝面積必需足夠。 若要擴大展場的總容納人數,只需要微調距離參數以及模塊的參數,即可繼續推估不同規模的展場疏散情況。

將母子定理推廣成三代通則的利器一照妖鏡

數學課介紹了相似三角形有關的性質後,老師說一般的三角形很難僅以一條直線將原三角形分割成兩個相似的三角形,除非他是已具有某些特性的三角形,例如:直角三角形,我們只要過直角頂往斜邊作一垂線,立即可將原三角形剖開成兩個小三角形,而且這兩個小三角形皆與原三角形相似,如圖(1),老師並進一步的由這些相似三角形推出母子定理,並證明了商高定理,他要求我們看看能不能從這三角形中再找出一些什麼其他的特性來,我們也覺得很有趣,特別注意這個三角形好幾天,有一天,阿文忽然高興得跳了起來,說他發現了一樣東西,他說仿照老師的作法,過 D ,再作 DE ⊥ AC ,則 △ DEA 的三邊和原 △ ABC 的三邊都一邊對應一邊互相垂直,如圖(2),我們告訴老師這個發現時,老師稱讚了一番,並要我們對其他三角形也做做看,看是否也能做出來,於是我們開始著手研究。

以形態特徵探討台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之親緣關係研究

本研究針對台灣特有種之安蛛科(Anapidae)微安蛛屬之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)進行親緣關係研究。目前微安蛛屬僅1屬1種,體長約0.8mm,是台灣已知最小的蜘蛛。利用東亞地區安蛛科類群共7屬12種,以28個形態特徵進行支序分析,研究結果支持東亞安蛛科為單系群,並首次提出東亞安蛛科之親緣關係樹,分析結果顯示微安蛛屬之姊妹群為三個屬:Comaroma、Conculus 和Sinanapis。研究也發現世界現存的Minanapis為多系群,中國的M. menglunensis (Lin & Li, 2012 )可能為未知的新屬。另外我們也在宜蘭冬山發現Pseudanapis aloha,為台灣的新記錄種。

排排看

有 x 瓶牛奶,要排在 n×n 的正方形牛奶箱中,要如何排,才能使得牛奶箱中的(1)每行每列皆為奇數瓶(2)每行每列皆為偶數瓶(3)行列中一邊為奇數瓶,另一邊為偶數瓶。要回答上述的問題,可實際上去排一排,或經由解聯立方程式,得知行列瓶數的組合情形,再去排列。除此之外,是否可找到一種不經由解聯立方程式,就可以操縱排牛奶瓶的方法?此為本研究的目的。最後再進一步推廣到長方形。

「蛛」似「螞」跡─大蟻蛛生態習性與擬態行為之探討

大蟻蛛遊獵捕食,捕食模式介於蠅虎與棘蟻之間。會構築較簡易的棲息巢、包覆性較好的蛻皮巢與穩固性高的產卵巢,會利用舊巢,尤其密巢。雄蛛求偶以第一步足、上顎、觸肢穩定雌蛛後交配。雌蛛偏好在約90夾角葉片築產卵巢。有育幼行為,子代會與雌親蛛同巢至成蛛期。 大蟻蛛以視覺、嗅覺與觸覺接近蟻群,偏好在蟻巢附近築巢,在蛛巢外布置干擾絲、出入口設置簾幕絲,取得庇護又避免螞蟻誤入。大蟻蛛步行、克服障礙與避敵模式都類似棘蟻。以軟體模擬改變大蟻蛛運動模式實驗中,蟻蛛模式可降低被捕食機率。特別的是大蟻蛛也能混入蟻群獵捕與棘蟻共生的蚜蟲,可能兼具貝氏與攻擊型擬態。棘蟻會利用大蟻蛛取食後的獵物殘渣,牠們可能具有互利共生關係。