全國中小學科展

第一名

一個簡單現象的延伸

培養數學情操、訓練科學的頭腦。

以水活性值作為食品水分含量和水溶液濃度估算之快速量測工具

本研究目的在發展以水活性值作為食品水分含量和水溶液濃度估算之快速量測工具。對檢體之多點30℃水活性與水含量作圖,結合四階多項式數學模式模擬等溫吸濕曲線方程式(Moisture Sorption Isotherms)。以水活性實測值內插換算,獲取食品水分含量。對檢體之多點水活性與濃度作圖,結合多項式數學模式模擬水活性濃度曲線方程式。以水活性實測值內插換算,獲取水溶液濃度。結果顯示,隨機收集的食品檢體實測值與以模擬曲線內插而得之水分含量值偏差多不超過3%,實測值落點皆分布於模擬曲線附近,表示以此擬合曲線推算含水率確實可行。同時,水活性濃度模擬曲線準確度佳,不只適用於稀薄溶液,大範圍濃度均適用。

工廠廢水對自然生態的影響

最近在電視新聞報導中,看見新竹化工廠,因為排放廢氣與廢水,而被省府下令停工,心裏覺得很納悶,工廠所排出來的廢氣與廢水,對我們人類到底有什麼影響呢?在上 自然課時,我就提出這些問題,請教老師,老師聽了後,先帶我們到學校附近之溪谷,看見了清澈見底的河流,再帶我們到鳳山溪下游,我們看見的卻是一條佈滿垃圾而且有臭味的污水,使我們很想知道,乾淨的水,與受污染的水對動、植物有何影響。

三度空間繪圖

近年來,三度空間繪圖技術發展迅速,在應用上也非常廣泛,故想發展一軟體,嘗試在三度空間的領域中,作探索及研究,並一試 QB 的極限和自己的功力。

野柳風景石真相?

去年暑假學校舉辦科學夏令營到北海岸研究地形、地質,到了野柳我們發現奇形怪狀的岩石,而且地面上有許多坑洞,形成一幅巧奪天工的自然美景,它們是怎樣形成的呢?老師說:那是因為海水的侵蝕作用和風化的結晶,但它們形成過程及原因,希望你們去探討。因此我們著手去探討野柳風景石真相?

以top-down方法合成孔洞碳材應用於EDLC

能源轉換及儲存裝置是目前科學發展的趨勢,本研究嘗試以植物軀幹為原料或是樹脂為原料發展孔洞碳材,並應用於電雙層電容器充放電,本研究除了探討不同植物碳的電性差異並改良,也致力於尋找樹脂碳的最佳合成參數。 透過大量數據確立自製電路參數,用於鑑別碳材電性差異,確認甘蔗渣、椰子纖維碳都具有發展潛力。此外,酸前處理及鹼前處理則分別對合成所得甘蔗碳、椰子纖維碳充電有明顯提升電性的效能;在以酚甲醛樹脂為前驅物合成人造孔洞碳方面,確認沉澱pH值為pH6~7、重量比ZnO/PF=5~7、碳化溫度800℃所得碳材有較佳的電性效果。以0.1 g碳材封裝成電容經自製電路檢驗400秒內電性,得平均放電電量:鹼-椰碳超容為2660 mC,孔碳超容為3083 mC,商用電容則為3233 mC。

永不妥協.

本文是籍由一套數學遊戲來找出它的必勝方法,並且依其設定的遊戲規則來找出它背後的數學原理,作為我們在本文的主要目標。 遊戲名稱:永不妥協(因為此遊戲永遠沒有和棋的結果) 玩法:兩位玩家利用兩種顏色的棋子,在三角形棋盤上下棋,只要能先在棋盤上產生一條同色棋子的連通線,且該連通線可同時連接上三角形最外的3個周界(紅色部分)者,即獲勝。 道具: 黑白棋子○,●若干 下圖的棋盤一紙。 在本文中我們利用了德國數學家E.Sperner提出的理論方法,及高一所學的歸納法、反證法… 等數學證明方法,解決潘建強、邵慰慈兩位教授留下來沒有證完的遊戲結果[1],並將此遊戲依它的特性命名為『永不妥協』。

一擊兩得~頂點全等最小值之探討

本研究源自建中「通訊解題」90期,原題規則如下:「電腦在正 邊形的每個頂點上隨機放一個介於0~10的數字,然後玩家可任意用滑鼠點擊正 邊形的邊,當他每點擊正n邊形的邊一次時,點擊的邊其兩端點數字都增加1,直到每個頂點的數字均相等就可過關。」 我們將題目單純化為放一個介於1~n的數字,但又變化題型至直線型、角錐型與角柱型的研究,發現成功以最少的點擊次數使正n邊形頂點全等的「頂點全等最小值」與「頂點數」維持一個均衡的關係nP=ai+2K 。 由這個關係式我們發現遊戲中「奇數」比「偶數」單純,「變化型」的遊戲也都與「原型」息息相關,也由這個關係式,我們導出本遊戲各類型遊戲P值的範圍及偶數邊在各種題型的限制。

有趣的光-怎樣傳光最好

去年中秋節晚上我和弟弟跟著爸爸、媽媽到內湖國家公園去賞月,那天月亮好亮、好圓啊!我們在遊戲當中,我卻發現有一個先生賣一個奇怪的東西,那是一車像釣魚線一樣的塑膠線,約五十條,二端很整齊的綁在一起,一邊就讓他長長短短的散開,在下面把手的地方裝 上手電筒,和小燈泡,當開關打開後,塑膠線的一端就發出各色光芒。「哇!好漂亮!」弟弟大聲的叫!我卻對那些線發生興趣,為什麼塑膠繩可以發光呢?我問老師這個問題,老師就幫我分組,並且指導我和幾位同學一起共同研究這問題。

光與熱—再探葉下珠上舉運動的特性

為更深入瞭解光與熱等環境因素,對葉下珠植物上舉運動的影響。運用3D列印技術提高自製顯微鏡的品質,並製作控溫箱來操控溫度變因。發現葉面上“光受器” 區域分布不均、特定波長範圍的光源和溫度升高皆可因發上舉運動。同時間照射不同波長的光對上舉程度有加成性,光與熱的刺激也會產生加成性。本研究提出光、熱和上舉運動三者之間的關係模型,運用這兩種加成性來解釋陽光照射時所產生的上舉程度,這不是單一光波長或熱能所造成的結果;並藉以探討膨壓所產生相關機械能的使用性。