全國中小學科展

第51屆--民國100年

同心圓、環紋、直線系重疊成的圖形

圖形的重疊會因為線條重疊處產生亮紋,我們分別去討論同心圓系,平行直線系,佛瑞奈環紋互相重疊產生的干涉現象,並嘗試以極座標表示產生的圖形,及其出現位置關係,以數學方式解釋物理的干涉。

深層崩壞的祕密

本次研究發現深層崩壞真的是世紀的大山崩,主要的山崩原因有超級雨量、溫度、岩石容易風化、斷層、數量很多的方解石脈斷裂擦痕、順向坡及坡腳破壞等。獻肚山的野外調查發現頁岩非常的容易風化,加上非常多的岩石擦痕及方解石脈,是頁岩和砂岩塊再次嚴重破裂的重要原因。另外,深層崩塌的岩石材料會有來源區、輸送區和堆積區等類似土石流的情形也是很少見到的奇特現象。 研究發現深層崩塌更加速風化的速度,目前看起來好像已經穩定,但是大岩塊碎裂的小碎粒,如果沒有植物保護,可能會有再次崩塌的危險。

「和」成角落方陣

一、 基於一個手機遊戲的規則:將1~9填入3×3方陣中(不重複),使四個角落的田字形內數字總和相等,這玩法引發了我們的好奇。二、 本研究主要探討能否找到一種有規律的填法,使四個角落內數字的總和相等並恰好就是最大值或最小值。我們先找出3×3中所有可能的組合,再以類似方法延伸至5×5,再更進一步推到n×n,因而有了驚喜的發現。三、 本研究主要發現有:(一)當n=4m-1時(m∈Z),最大值、最小值的填入方法。(二)當n=4m+1時(m∈Z),最大值、最小值的填入方法。

問水哪得高如許?為有熱源伴水來

一、我們的突破: 將過去僅以文字陳述「悶熄蠟燭後,空氣熱脹冷縮為水位上升的決定性因素」數據化,即是個別模擬蠟燭燃燒的兩種現象(空氣加熱與空氣組成成份改變)。實驗結果(如下圖)發現,前者對水位上升的影響力達88.63%且氧氣熱漲冷縮的程度約氮氣的2.07倍,後者對水位上升的影響力達9.71%,再依據實驗結果提出創新的水位-溫度直尺圖(自製空氣、氮氣與氧氣溫標)、立體圓形圖與各氣體溫度下降曲線來闡述對水位爬升影響的具體數據來。二、我們的創新:

轉彎有道理

自從捷克小說《羅薩姆的萬能機器人》提出「Robot」這個詞彙之後,機器人已經成為常見的小說、電影題材,機器人在生活中的應用成為今天的重點產業,已經廣泛應用在工業自動化、軍事方面,機器人也逐漸走入家庭,無論是應用在哪方面,都必須解決如何定位(Localization)機器人的問題。為了解決這格問題,目前已經發展了GPS等方式「直接提供座標」來定位機器人。若機器人沒有定位器的輔助下,只能在機器人位置的觀點蒐集數據,其中機器視覺建構地圖(map building)是透過機器視覺的分析來建立周邊地圖,是一種常見的解決方案。這裡我們更進一步,進行只讓機器人擁有羅盤感應器和閉路伺服馬達的條件下的研究。

兵來將擋,水來土掩–海嘯的成因與影響

此次實驗利用特製水族箱(120cm x 30cm x 45cm)裝載水體,並利用起波器撥動水面,用以模擬海底地震所帶來的能量變化,並將水體染成紅色,方便觀察,藉由水深、坡度、底面的粗糙程度、地型型式等的改變,觀察記錄波速和浪高,以及防波堤型式與位置如何有效降低海嘯所帶來的衝擊,做一探討,讓我們對海嘯有更深一層的認識,也期望此次的實驗能提出較有效的防波堤型式,降低海嘯的傷害,讓我們的生命財產有更大的保障;面對此次日本311的九級大地震,台灣也同樣位於環太平洋地震帶上,相較於日本,我們不得不對它提早有所防範,以及應有一些基本的認識。

紙(漿)磚實用嗎?

能將回收的廢紙做材料,如以回收廢紙漿加入水泥建材的做成紙漿磚來砌蓋房子,在建築使用上會更方便嗎?會不會漏水呀 ! 那大火呢? 具有防震效果嗎 ? 還是有其他的好處..,如果運用在建築物中,將影響我們的生活-安全更是長久深遠的,當然我們也有許多其他的考量及疑慮,因此我們展開一系列製作及實驗,來深入了解是否能找出具有使我們生活安全、價格低廉、施工簡便、防水防火…的種種特性,使得這項更環保的特有優勢的想法訴諸科學驗證,將垃圾變黃金美夢來改進、實現。

樂來悅壯~豆豆你聽懂了嗎

音樂對植物種子發芽生長的影響,這是連音樂專科老師都感興趣的問題。另外國外法新社的一篇報導:為了證明植物在古典音樂的幫助下會成長的更好,英國皇家愛樂樂團對著滿屋子的花草演奏起交響樂!這讓我們產生對這方面研究的興趣,因此經過交流討論,我們嘗試選擇了四季豆、綠豆、稻穀、菜豆、大黃瓜等,分別以重量、胚軸、初生葉等當作操縱變因,來觀察音樂對植物種子發芽生長的影響。

鈦矽融合-探討研發自潔除臭的奈米廚師制服

潔白廚師制服上油漬及不易揮發的調味料氣味經常困擾著廚師,探討如何製作出同時擁有蓮葉自潔效應與奈米光觸媒除臭的廚師制服,設計了六個實驗結果如下 1.各種布料經過SiO2處理表面有明顯的疏水性。 2.各種類布料TiO2處理過後表面疏水性下降。 3.先用奈米TiO2再用SiO2處理之胚布,比SiO2處理有更優的疏水性。 4.在相同濃度TiO2處理後是再以濃度8%SiO2可使胚布與水珠的角度最大,疏水性最佳。 5.將胚布表面放大發現:TiO2處理之後再以濃度8%SiO2處理胚布,其TiO2會使纖維變膨鬆整齊,有助於布料表面恢復自然觸感。 6.製作出10% TiO2-8%SiO2奈米胚布其除臭及自潔性效果十分理想。經過相同方式處理過的廚師制服,一樣有良好的自潔與除臭效果,此結果值得推廣給餐飲界參考使用。

手動可調式—多晶矽太陽能複合鍋

全球暖化未來影響我們日常生活的程度將會日益嚴重,但只要每個人在日常生活中減少自己的碳足跡(人類活動直接與間接產生的溫室效應氣體,即是所謂的碳足跡),即能有效挽救暖化的日漸惡化。然而『吃』為人們每天必做之事,要減少碳足跡首先從『吃』的方面開始。因此,開發減少碳足跡『多晶矽太陽能複合鍋』的點子就這樣誕生了。『多晶矽太陽能複合鍋』總共分三層:1、上層太陽能板 2、中層保溫鍋身 3、下層電熱圈加熱器。它以最簡單的方法達到最節省時間和最有效利用熱能。如果推廣使用,預期可使整體碳排放量下降,間接減少了使用的電力,提供一個環保節能的新概念。