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第一名

道同互相為「蒙」—蒙日定理共點共線共圓的問題探討與推廣

正如本研究作品名稱「道同」互相為「蒙」,本研究以三圓蒙日定理「平面上三個圓,彼此的外公切線交點共線(蒙日線),彼此的內公切線交點與另一圓圓心的連線共點(蒙日點)」以及相關共點共線為基礎,推廣至n個圓、球、多邊形與多面體等,發現只要圖形互相「位似」,均可作出代表它們的「蒙日點」、「蒙日圓」,及一般位似圖形的「蒙日形」。同時,也透過其位置與各圓半徑、圓心座標的關係,進一步發現更多共點共線及共圓的性質,其中最令人驚豔的是圓分堆的蒙日點共線性質:「平面上 n 個外離圓,任意 k 圓的蒙日點與另 n-k 圓的蒙日點,必與此 n 圓的蒙日點共線」,推廣至空間中 n 球的蒙日點依然成立,又 n 圓(球)分堆亦具有蒙日圓(球)重合性質。

『量』麗世界~探討自製可彎曲硫化銀量子點敏化太陽電池製備條件之研究

以不同來源的銀材料,經化學沉積法沉積硫化銀於可彎曲材料,探討影響自製可彎曲硫化銀量子點敏化太陽能電池(以下簡稱Ag2S QDSC)。建議製備條件:0.8M AgNO3(aq) + 0.4M Na2S(aq) 製備沉積4層硫化銀量子點,搭配添加幾丁聚醣製成之糊狀電解質處理,正極材料使用少層奈米石墨稀,相較於其他處理組,具有較佳效能。使用銀線作為串聯之材料,可降低其中之電阻,增加其效能,串聯2組電壓為1.02V,可驅動數位時鐘,串聯3組電壓為1.64V,可驅動計時器。

找頭「序」—Flat cube的平移遊戲的解法之探討

一、 我可以從K值判斷完成狀態的首卡奇偶性及是否可解,也可以判斷從某種牌卡 狀態能否經過有限次移動變成另一種牌卡狀態。當牌卡狀態的K值奇偶性相同,則可經有限次移動完成變換,若奇偶性不同,則需改變首卡奇偶性才能完成。 二、 我找到三階段(偶數張牌卡)及二階段(奇數張牌卡)標準解題流程(以6張卡為例)可將任何牌卡排成完成狀態。 三、 利用號碼平移的方式,在找到一組牌卡的移動最少步數後,一併找出其他組的最少步數,簡化牌卡情形。 四、 5張卡及6張卡的操作過程可作為奇數張牌卡及偶數張牌卡的基本模型,隨著牌卡數增加,只要不斷增加首卡連號數量即可,此兩 種牌卡數之餘卡則固定為3張及4張。

神奇的太陽光熱分離之旅!

太陽能源的善用一直是全人類積極努力的目標。本作品創新地利用空氣膠研製出太陽光熱分離器,分離後的太陽光與太陽熱再分別透過太陽電池作光轉電,以及熱電晶片作熱轉電。經由完整的實驗得到:(1)室內以150W鹵素燈模擬太陽能結合空氣膠玻璃(最淡濃度:1.25wt.%、最薄厚度:0.05mm)、太陽電池模組、與雙邊熱電晶片模組之最佳發電結構可產出48.75mW的複合式再生電能、(2)戶外利用太陽能結合聚焦凸透鏡、空氣膠玻璃、太陽電池模組、與單邊熱電晶片模組之最佳發電結構除了可產出174.5mW的複合式再生電能外,又可阻隔太陽熱約12°C,有效協助太陽電池作散熱降溫。此外,本作品已成功地應用在日常生活中,包括實現:微小電力充電儲能、風扇轉動、以及玩具車與機器人行走等。

電場中的小晶靈-高電壓電場中液滴的結晶現象

本研究設計相機-顯微鏡-玻璃座平行銅片電場裝置,拍攝鹽類液滴在高電壓電場中的結晶現象。先設定對照組,讓晶體成長趨向單顆且高透明的條件為:低蒸發速率、過濾、無施加電場與低溫LED光源。並應用蒸發速率差異,發現鹽晶的變速成長現象。蒸發快形成階梯螺旋紋。蒸發慢紋路消失,形成全透明晶體。之後轉放在高電壓電場下發現:晶體形狀改變(傾斜、變形或斷裂),透光度變差。晶體新生邊緣,有條狀紋出現,但晶體成長速率變化不大。這證實鹽晶析出會因些微外在變化,而影響溶液中離子堆疊,在晶體表面出現變形、斷裂或不規則紋路。這種對外在環境有著高度反應的現象,正可以用來研究外界高壓電場如何對物質產生影響。

以酸鹼指示劑製作軟性彩色電子紙之探討

本研究利用薄型材料包含以薄石墨紙為電極、不織布為導電反射層和護貝膠膜為密封材料,並以酸鹼指示劑為電子墨水,製作具備節能特性的軟性彩色電子紙模型。透過通電控制酸鹼指示劑的顏色變化,並探討影響模型變色的變因。主要結論如下: 一、 模型不需要使用導電玻璃,並具備軟性可彎曲的特性 二、 導電反射層的結構和厚度會影響顯色的速率 三、 較小的電極尺寸有助提高顯色的均勻程度 四、 較高的電壓有助顯色的速率 五、 較高的電解質濃度有助於顯色的速率 六、 酚酞指示劑具備較佳電子墨水的能力 七、 適當厚度的去極劑能在不影響顯色速率下,有效改善氣體的生成 八、 Arduino微控制器板能應用於模型的顯色和去色控制 九、 去色時間大約為顯色所需時間的3~4倍

光電拔河罩得住--指針感應拉鋸電流的追日系統

將兩片太陽能板同極對接並改變光照條件,以產生不對稱的光線後,便能在太陽能板之間產生拉鋸性的電流,設計追日旋轉系統: 1.利用斜口遮罩外觀配合光栅板的疏密與長度,便能與光線強度產生幾何的關係 2.四片兩組(前+後、左+右)光電板,可產生拉鋸電流來控制二維立體的追蹤馬達 3.以雙向指針電表作為追蹤控制的切換開關,靈敏度遠優於微型馬達的啟動電阻 4.電表開關可控制外部電源啟動追蹤馬達,或切換將光電板發電回充至外部電源 以上組合設計,產生高靈敏度的追蹤效果可適用在平行光(太陽光)與非平行光(散射光)。實測發現:在日照10000Lux以上,光線偏斜10°以內就能感應產生追蹤效果且誤差在±3°以內,相當靈敏且精確。

正n邊形上等弧交點所圍圖形之探討

一、本研究討論在正n邊形各邊上取等弧,其交點所形成圖形的各種情形,我發現搭配3個臨界角,可將所有可能情況分成7種情形來加以討論。 二、透過第一及第二臨界角所形成的六種情形,其新圖形的數量及出現規律不會因為邊數改變而受影響,且與原圖形面積的比例關係有關係式可求得。 三、當等弧的度數大於第三臨界角時,正n邊形內部會產生(n-2)層與原圖形相似的圖形,且這(n-2)層圖形的面積與原正n邊形的面積比例關係皆可透過解三角方程式求得,其中不同層的圖形面積會有旋轉固定角度的特性。

正義魔人-專用停車位警示系統

為了使身心障礙者及孕婦、帶小孩的爸媽們能順利地找到停車位,解決濫用身心障礙及婦幼車位的問題,所以我們製造出「正義魔人」系統。利用Arduino、RFID、超音波測距等零件,寫出程式碼,讓符合資格的人取得卡片後,能夠停在專用的保留車位,提醒沒有資格的人不得佔用。我們先製造出機器原型,然後完成具實際功能的一號機,而後改良語音警告功能及拍照檢舉功能為二號機。

海上的楚河漢界-探討影響漁港使用攔木網效果之研究

暑假期間,看到漂流木無預警進港干擾漁民與旅客生活,於是激發我們想要實驗探究攔木網效果的因素 –「攔木網」幾項結論包括:第一、海流大小主要影響攔木網的潛流量、海浪大小主要影響攔木網的跨越量;第二、當漂流木密度比例越大,攔木網通過 的潛流量越多;漂流木密度比例越小,攔木網通過的跨越量越多;第三、提出兩種最佳組合模式『間距1.6cm(80cm)+裙部6cm(300cm)+乾舷高度0.4cm(20cm)』、『間距2.4cm(120cm)+裙部5cm(250cm)+乾舷高度0.35cm=17.5cm)』,可以發揮最高攔截效果;第四、研發複合式攔木網,網袋空間攔截率高達88.6%,使攔木網效能達到最高,並且專家及廠商確認可以執行;第五、攔木網架設位置選擇內港效果最好。最後,希望經由以上的研究,能提供有效的資訊給漁港或漁業署在申請製作攔木網的依據。