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第三名

公園跑切線

本篇作品旨在探討一個正三角形公園,內有一個邊長為公園邊長1/3的小正三角形綠地,公園和綠地兩者方向相同,而且中心重合。一位民眾從公園邊上的某一點出發,每次都朝著 綠地的頂點跑「切線」,跑到公園的另一邊上某一點。然後再從這個點出發,反覆一直跑下去。觀察這樣的規則模式,最後會有什麼結果?其次,如果公園和綠地都是一般的三角形,其結果與正三角形的情況是否相同?最後,再將公園和綠地的形狀推廣為正n邊形,其結果又會是如何?

煞住一時、幸福一世

「安全」是生活之中的重要基石,人們也越來越懂得重視各項安全,但仍常因為疏忽,而不經意的危及生活中的「安全」。我們希望透過現代自動化科技,來補強人為因素所造成的「不安全」。基於這個理念,我們針對嬰兒車的煞車系統做改變,將其傳統的人為煞車改為電子自動感應煞車,當嬰兒車操作者的手一但離開便能自動煞住,避免有無法控制而滑動的機會,使尚在襁褓之中的嬰兒,坐在嬰兒車中能更為安全,讓每個父母親都能夠安心地陪伴自己的寶貝。

前進吧!氣墊船

我們了解到氣墊船是靠空氣來減少摩擦力並快速前進,氣墊船可以在陸上行舟,也可以在水面上行駛,而且風扇在水面以上,不受水面上水草與水面下障礙物的影響,適合多種地形,如:淺水、沙灘地、路面、沼澤……,可以用於交通、救災……,是個多元用途的交通工具。 氣墊船柔裙不像外表看起來這麼簡單,只是圍上一層塑膠袋,要氣墊船可以輕鬆的動起來,還要探討柔裙內氣室的大小、接觸地面的面積、開口形狀。馬達組是氣墊船的心臟,向下馬達組要負責柔裙的充氣與氣室的充氣;向後馬達組要給予氣墊船前進的動力。方向舵可以協助氣墊船控制方向,讓我們可以正確快速的到達目的地。 期待日後氣墊船除了征服海、路以外,還可以飛上天空,成為全方位的交通工具。

瞎子摸象-校園植物 Follow Me

一般學生對於學校的植物只有模糊的概念,自然課中曾提過植物分類的方法,經過詳細觀察校園中的植物,以手繪及實物攝影記錄校園中128種植物,並利用圖層方式製作可依需求顯示、隱藏資訊的校園植物分布地圖。在比較各種葉形特徵組合的差異性後,由其中篩選出較好的組合方式,我們發現可以經由簡單的葉子形態特徵,將其中70種的植物作簡單卻有效的系統分類,藉由這個分類方式,使小朋友能將隨手撿拾的一片葉子,藉由電腦的資料庫方便又容易地查詢其來源植物的名稱與相關資訊。未來希望進一步充實這套分類方式,建立完整的校園植物資料庫,讓所有的人都能容易認識校園植物。

「基」少成多—探討n性生物之子代比例

人類以兩性交配為生育方法,其子代性別比的理論值為 ,本研究旨在探討當性別數n大於2時,由n性染色體組合出第k性子代染色體的方法數Gkn,再進而探討各性別所占的比例之理論值。研究方法為藉由討論性染色體組合的方式,找出和{Gkn}對應的生成函數。接著,再藉由比較{Gkn}的生成函數和第一型斯特林數(Stirling Number of the 1st kind,以下簡稱斯特林數){s(n+1,k)}的生成函數,嘗試使用斯特林數表示出的Gkn一般式。對組合數Gkn有基礎認識後,本研究同樣地再接著嘗試Gkn使用表示斯特林數。最後再將Gkn的研究結果應用至遺傳疾病色盲發病比例討論上,討論在不同性別數的生物中所呈現的關係。

苦中作樂—愛跳舞的瓜實蠅幼蟲

上自然課時,觀察栽培園裡的小動物,發現小苦瓜果實變黃,掉落在地面上,好可惜喔!怎麼會這樣呢?有位同學從地上撿了一個變黃的苦瓜,剝開果實,許多蟲蟲在爬來爬去;放在地面上,有的小蟲往土堆爬、有的還會彈跳,跳得遠也跳得高,真有趣。 開學時,我們參加學校的科學研究小組,大家提出要飼養、觀察苦瓜中的小蟲,並發現小蟲的運動方法有爬行及彈跳。也知道苦瓜裡的蟲蟲就是瓜實蠅的幼蟲—蛆。幼蟲經過3次的蛻皮,會爬出苦瓜果肉,找到適當的地方化蛹、羽化,成為會飛行的瓜實蠅。 從觀察瓜實蠅在苦瓜園中的活動,知道牠會停在苦瓜果實的外表,在苦瓜果實前端和後端,靠近中間的部份,利用產卵管插入果肉中產卵,卵經過一天後,就會孵化成幼蟲。

精鹽變驚鹽-食鹽中的塑膠微粒檢驗及清除機制

塑膠微粒汙染全球海洋,鹽為生命之母得之於大海,塑膠微粒是否混入食鹽,被吃下肚呢? 本研究旨在檢驗食鹽中的塑膠微粒,探討其差異原因及清除機制。改裝學校螢光顯微鏡,用尼羅紅將塑膠染色進行觀察。檢驗22種食鹽發現,每克食鹽平均含0.8個塑膠微粒。依來源以海鹽含塑膠微粒最多,表示海洋汙染嚴重,其次是湖鹽,岩鹽最少。國產的食鹽汙染相似,但低於國外。依製鹽方式,電析法能過濾雜質,較日曬法乾淨。日曬的海鹽則以瓦盤法較土盤法乾淨;上層鹽之花較下層鹽塑膠微粒高出7倍。依生產及包裝,以玻璃包裝且粗顆粒不研磨最乾淨。 本研究以密度分辨塑膠種類,並設計塑膠清除機達77%清除率,未來可應用在鹽場。問卷顯示消費者變得重視食鹽汙染問題。

合成三唑(Triazole)之超分子凝膠並討論其凝膠形成機制

我們成功利用點擊化學(Click Chemistry)合成出C1、C2、C3三個含有三唑(triazole)的化合物,三者的共同特色是具有對稱特性的超分子結構,C2、C3會自組裝成網狀結構並與有機溶劑形成超分子有機凝膠;經由實驗我們以成膠能力最佳的C3作為後續實驗主要研究對象。我們研究的內容包含基本物化性以及周圍環境對凝膠形成的影響,發現溫度、溶劑、濃度都會影響其聚集形貌。而我們對其分子間的作用力進行研究,得知主要以π-π堆疊、氫鍵及凡得瓦力等非共價鍵作用力維繫分子的結構。另外我們發現C3分子在凝膠態與薄膜態放光增強的效應,推測此分子具有AIE 效應(聚集誘發螢光增強)。最後,我們根據實驗結果,推導出C3分子形成凝膠的機制。

pm2.5遠離我

利用靜電吸附原理製作靜電儀,計算不同材質塑膠摩擦產生的靜電力。自行裝設感測器,測量 PM2.5 濃度。結果發現:外科手術口罩如果沒有摩擦起電,沒有過濾 PM2.5 的效果;標示活性碳的口罩不一定能有效過濾 PM2.5,但是經過摩擦起電皆能提升過濾效果,最高可過濾 40%。不同種類金屬網通直流電有不同的過濾效果,但皆為電壓愈高過濾效果愈好。兩平行金屬網的距離愈近,層數愈多或表面愈粗糙,過濾效果愈好。快乾膠蒸氣附著在金屬網表面凝固後形成的微觀細毛或孔隙,在通電時能夠吸附更多的 PM2.5。

埋雷奇兵

本研究探討在n×n的方格表中,置入f(n)個地雷,f(n)代表在n×n的方格表中,依掃雷方式進行後,能確保至少剩下一個地雷,所要置放地雷的最少個數。我們透過觀察、尋找關係、猜測、檢驗、證明及公式的探究過程,發現方格表邊長為奇、偶數是討論的關鍵,我們運用抽屜原理找出在n×n的方格表中,所置入地雷最少個數的公式並加以證明,結果如下: (一)若n為偶數(n=2k,k≥1),則f(n)=3k+1。 (二)若n為奇數(n=2k+1,k≥1),則f(n)=3k+3。 此外,我們也找到了 × 的方格表中,置放地雷的快速完成法及快速檢查法。為了更多人能了解埋雷遊戲及體驗我們的研究歷程,我們則在老師的協助下著手設計flash教學遊戲,希望能推廣埋雷遊戲及展示研究發現。