全國中小學科展

第三名

材料的1/1&1/3 OCT迴響時間測量與吸音研究

本實驗利用自製的實驗裝置及自行推導的公式,推算出材料的吸音率。 材料的吸音率,一般是送至專業的迴響實驗室測量(如:成大迴響實驗室),且單一樣品測試費用昂貴(每件樣品4~6萬元)。 我們 設計的實驗將迴響空間縮小,會遭遇到直傳音場影響大過反射音場的問題,因此利用合成音場公式將兩者分離,再利用均能音量及方向因子Q,以及吸音率、室型常數R之間的關係,建立迴響時間的函數。 複合材料運用範圍廣,但若要得知吸音率,又需花費一筆可觀費用。本實驗模組能快速、方便、經濟地得到各樣品(包含複合材料)的吸音率。同時由音頻分析可得知噪音的頻段,即可選擇最適合的材料進行裝修,達到最佳的吸音效果和最高的經濟效益。

氣流的奇妙旅行

學校興建教室大摟,將原來座落於第三棟前面的「 氣象觀測園」,隔絕在校園的西北角落,使我們觀測天氣變化產生種種困難,同時由於建築物的阻擋,使得風向器所指的風向,和 「台中氣象觀測站」的風向指示完全不一樣,並且有點亂,是不是西北方吹來的風受東南面高樓阻擋,會影響「 風」轉向呢?還是西邊有道路或其他建築物的關係,使得風產生許多變化呢?大家都很好奇,很想探個究竟,於是設計各種不同的模型來做實驗,以解決問題。

霧網恢恢 「疏」而不「漏」-捕霧網的探究與應用

使用我們設計的捕霧裝置可以用來測定各種捕霧網的捕霧效率,發現網孔大小會影響捕霧效果,網孔太小會形成「水牆效應」不利於捕霧。另外複雜編織法的塑膠網捕霧效果較佳,不過隨著捕霧時間的拉長,捕霧效率會降低。捕霧網的層數對捕霧效率的助益不大,考量成本與效益,使用單層園藝用黑色塑膠網遮蔽率50%或60%製作捕霧網即可。風向、架設高度和風速會影響捕霧的效率,正對風向且捕霧網高度較高效率較佳,至於風速不可過慢,不然霧容易積聚在網子四周而不利集水,但風速過快也會使霧不及集結成水珠而無法集水。我們在嘉義隙頂做了捕霧網的實地測試,獲得良好的成效,證明在台灣某些特定地點因地形的微氣候,適合捕霧網的設置。

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。

硫酸銅再深究

六年級上學期,老師曾給我們做過硫酸銅的沈澱,對它的模樣,我們一直不能忘懷,所以透過資料的搜集與實驗,以及老師的指導,對硫酸銅做深入探索與研究。

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。

土星光環不見了

根據報導,在民國八十四年至八十五年間,土星的光環將會數次消失,引起我們很大的興趣,於是去請教老師,做了一系列研究。

常寬圖形的探討

我平常對數學就有很濃厚的興趣,而且隨時有機會接觸和數學有關的事物。此次由老師處得知有數學科展的活動,於是便在老師的鼓勵下利用寒假和課餘的時間從事研究,經由書上的資料,我選定了 「常寬圖形的探討」這個題目為研究主題,並邀學長一起深入研究,一同找尋資料來完成這一件作品。

吹音裊裊〜「膜」鳥笛

自製的「膜」鳥笛有別於市面上常見四種已知傳統鳥笛的發聲結構與原理,研究中發現膜鳥笛的組成要件〜1.振動膜材質、2.內、外圓比、3.五大嘴型(共振腔)、與實際鳥叫音頻探討生物擬真度(BTI);重要結果如下: 一、材質上: 1. 振動膜最佳材質為人工腸衣。 2. 口含片半徑需在1.4~1.6cm 之間,依嘴巴大小調整。 3. 內、外圓半徑比例(r : R)以1:3與2:5最佳,外圓R=1.5cm最適合一般上顎空間。 4. 振動膜(r)以0.5~0.6cm為最佳,半徑越大,音頻愈低。 二、吹奏嘴型上: 1. 上顎與舌頭空間的空氣量影響聲音高低及音頻變化。 2. 改變嘴型與雙唇間空隙,會產生響度和音調改變。 三、應用上: 1. 圖四、五、六印證可吹出擬真度(BTI)高鳥類叫聲。 2. 具水鳥笛聲音多變與伸縮鳥笛改變音高的雙特性。

圓錐藏寶

在五年級時,我們曾到過國立自然科學博物館內參觀,在地下樓『 數與形』單元展示區中,有一壓克力罩下,攤了個圓錐,錐旁畫了一些奇形怪狀的圖案,當我們從圓錐頭的頂端看下去時,圓錐鏡上竟出現了一匹白馬,大家都覺得很奇怪,想知道它是如何畫成的?