全國中小學科展

第三名

三層蛋糕何處來~砂泥岩互層的秘密

我們這次的研究更往南延伸到新化丘陵的龍崎一帶,有一處看起來很像三層蛋糕的地層很吸引我們。在研究中,我們的發現:三層蛋糕地層位在地層界線帶(六雙層及二重溪層),因環境變化快速造成這個精彩地層,也發現許多種類的生物化石,如生物實體化石、活動痕跡、地質變化的證據等。本地的化石以血蚶、檸檬貝、有孔蟲、生痕為最多,其他還有火腿櫻蛤、粒輪螺、厚殼蛤、單體珊瑚、、、等。這裡出現許多血蚶化石,研究發現與現生種的血蚶養殖生存條件完全吻合。地層層面的生痕被完整保存下來,主要原因是因鐵質的支撐,圓柱直徑以 1.0~1.9公分為最多。三層蛋糕地層上層砂岩大粒徑的比率都超過下層砂岩,顯示形成環境稍有不同。三層蛋糕地層複雜,他的背後還有許多原因,很值得大家再深入研究。

非常冷氣

一、科技進步生活品質提升,相對於科技及生活環境的需要越來越高。地球自然資源畢竟有限,環境的破壞,使人類面對天災的機率越來越頻繁,當人類為了舒適而毫無限制的使用電能及污染環境的結果,將使下一代面臨更艱困的環境。二、基於節能及環保的考量,利用冷凍空調基本原理,物質由液態蒸發為氣態需大量吸收熱量,氣態凝結成液態而放熱的自然現象,本研究主題試著拋棄現有機械式冷凍系循環統所用氟氯烷系冷媒,改由最純淨的水當冷媒,利用蒸發吸收熱量,達到冷凍效果,進而達到下列的優越成效。三、特色(1)無壓縮機無噪音(2)無冷媒無污染(3)構造簡單造價便宜(4)資源回收再利用(5)節省能源(6)養顏美容

天羅地網-花蓮港港池共振

本實驗的感測系統利用喇叭、鍍鉑黑電極、波型產生器、鎖相放大器、及 sciworkshope750 介面卡組合成一套系統。此系統使偵測精密度大幅提升,使得花蓮港模型尺度變小(120×60×4cm),因此可節省實驗的成本與時間。(精密度達3.0×10-4cm/mV) \r 本實驗希望藉由模型的建立,感測系統的整合,以及傅立葉分析,使研究者可在各種模型條件下,獲得水波傳遞的相關物理量。本實驗雖為縮小模型,但由於系統的精密,測出的共振頻率、衰退時間及振幅皆非常明顯。 \r 鑒於花蓮港喇叭狀港池經實驗後證明容易造成港內共振,且不同的入射波頻率不同,所造成的共振現象及共振位置相當複?,首要課題是要在港內設置適宜之消波裝置,減緩共振現象。本實驗由降低水波震盪時間及消弱震盪幅度兩方面著手,分別於港壁設置消波線,及於港底設置網格。 \r 在模型實驗中,前者以最鬆散、分支最多且孔隙最大之毛線效果最佳,棉線次之而尼龍繩最差;後者則以網格孔徑最大的鐵網消弱振幅能力最為極致,塑膠網次之而孔徑最小的紗布最差。

尿布變黃金--PAA螯合離子及製備奈米銀

聚丙烯酸(PAA)是尿布中吸水成份,若被隨地丟棄勢必對環境造成污染。分析其結構,由於存在對重金屬離子具螯合作用的羧基,因此,可用於捕捉重金屬離子,作為偵測污水離子的利器。另外,若將螯合的銀離子以化學還原法製成奈米銀,將可應用於抗菌。本研究結果有:(1)PAA對Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag等離子具有明顯螯合效果。(2)螯合反應:PAA+Mn+←→ [PAA-M]n-x+xH+,其可利用濃鹽酸使其再生。(3)螯合能力以Fe3+最強,Zn2+(Mn2+)較弱。(4)螯合離子的最小極限為10-3(M),我們採樣的廢水有重金屬污染,推測濃度大於10-3(M)。(5)成功將螯合的Ag+製成奈米銀,為金黃色,屬於球形銀,甲醛濃度愈高,奈米粒徑愈小。(6)奈米銀與銀離子在抗菌上的確有明顯效果,平均粒徑小,抗菌效果越強。

立體空間密碼問題

這次科展我的主題是──平衡中心的研究,這是延續我國三時的科展──「垃圾處理場的位置問題──平衡中心的研究」而來的。 問題是:已給定空間中 N 個相異點 Ai, i = l , 2 , ……, N ,求一點 P0,使得 這個問題的來源是:在一平而上有幾個城鎮,位於 A1 , A2 , …… AN,要共同設置一個垃圾處理場。設場的費用是一定的,而設立之後的費用一一運費,則和與諸城市之距離和(及垃圾重量)成正比。場址 P 應設何處方使運費最少?運費就是( P )。 這個問題並不好做,我只做出城鎮都在一直線上的等權、(垃圾等重)不等權情形,三鎮、四鎮(不共線)的等權情形,及附帶的,假設運費與距離平方正比時之情形。 現在上了高中,學到三維的空間,於是我們應該將平面上的城鎮推廣為空間中的鎮,即諸 Ai不必共面! 在平面的情形中,等權三鎮情形最是有趣,所以我主要做的,也是比較可能做的,是空間中等權四鎮的情形。

以HHT探討311日本海嘯對台灣各港的影響

本研究以希爾伯特-黃轉換 (Hilbert Huang Transform, HHT),來分析311日本海嘯對台灣各港的水位變動影響。利用HHT將各港驗潮站資料分解成數個本質模態函數 (Intrinsic Mode Functions, IMF),從中找出天文潮和海嘯影響的IMF。將主要的天文潮及趨勢線濾除後,可清楚看出海嘯影響水位的成份,進而分析各港口海嘯波抵達時間、振幅大小和主要頻率等。由 IMF 中可發現海嘯波來臨前海水水位退潮及急升狀況。此外,東部各港呈現出較為明顯的地震前導波(P波)所引起的高頻震盪波,與地震發生時間、P波傳遞速度、海水傳遞延遲及各港水位抬升時間都大致吻合,但較海嘯波到達時間大幅提前。上述研究結果,對瞭解海嘯波特性,將有所助益。

Jump Sequence擴充費氏數列探整數解之奧

某次校內數學科考試出現了關於「爬樓梯種類」的問題,幾乎把大家都考倒了。事後大家極有興趣積極研究,經請教老師並參考許多資料,發現越深入研究越覺得有趣。一個人自出生至今,不知走過多少階梯,但你是否注意到以不同方式走階梯所得的結果?對此結果我們利用求整數解及排列的方怯,作一番深入探討,我們發現有一規律性的數列,此數列即為費氏數列。

探討紫外光對雞冠花之影響

近年來電視氣象常常報導太陽紫外線長期照射人類皮膚會引發皮膚癌,於是引起我們的關注,想探討紫外光對生物是否有影響?在國內文獻中尚未找到有關紫外線對雞冠花的傷害,更對它產生一股莫名的好奇與衝動,激發我們研究它的興趣,因此我們用不同紫外線光譜來照射雞冠花的外形及種子,研究染色體的變異及第二代外形的突變。

水流之處有黃金!

為了不要讓台灣的水白白的流走,我們要把水流的動能轉變成有用的電能,為了要有效的提升水車的發電效率,我們展開了以下的各種探討,也希望這小小的研究種子,將能水流發電落實在台灣的每一個角落,我們更期盼台灣是一個處處有黃金的美麗寶島。

一塊餅屑的利用

(一)同樂會時,同學們與高釆烈的吃著餅乾、糖果、瓜子等、只是倒沙士時,滿杯都是氣泡,而且氣泡不斷的溢出杯外。(二)有位同學,用餅乾沾沙士吃,嘿!怪事發生了,杯裏的氣泡很快的消失了。(三)大家覺得很奇怪,為什麼把餅乾放入盛沙士的杯子裹,氣泡就消失?為了瞭解個中原理,我們就決定深入研究其原因。