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第52屆--民國101年

染出新發現-天然無毒白板筆

本次研究主要是要做出一支無毒且不會散發異味的白板筆。發現白板筆其中毒性主要來自於溶劑及顏料,聽說客家的藍染是一種天然染劑,因此想利用它做為白板筆的顏料。實驗結果,我們發現濃縮20倍的藍染書寫效果最好。比較出效果最好的自製白板筆墨水後,我們希望它在書寫時也能散發淡淡清香,因此試著加入檸檬皮和橘子皮萃取出來的汁液,看是否會影響書寫效果,實驗結果是加入檸檬皮的汁液比較成功。最後我們將自製的白板筆墨水裝在彩色筆裡,發現寫出來的效果良好,只是寫到最後會變淡;而自製的白板筆也比一般的白板筆好去除痕跡,耐用性也很好。一支無毒且不會有異味的白板筆,在多次的實驗中,終於誕生了。

『剋』敵致勝-植物的相剋作用

校園植物中雨豆樹、木麻黃及榕樹其樹下周圍雜草稀少,本實驗採集此三種植物的根、莖、葉進行粗萃取,並將粗萃取液用來培養小白菜種子及玉米種子,觀察是否具有抑制作用。結果顯示三種植物的萃取液皆會抑制小白菜及玉米的種子萌發及幼苗生長,以雨豆及榕樹的抑制效果較為顯著。採集土壤進行小白菜及玉米的萌芽實驗,也同樣都具有抑制萌芽的作用。根據實驗結果發現雨豆樹的葉萃取液抑制效果最佳、根次之,榕樹則同樣為葉萃取液最佳,因此推論雨豆樹可能藉由淋溶作用及根泌作用達成相剋作用,榕樹則由淋溶作用此途徑影響植物生長。

不同色光對海蘭蛋雞產蛋性狀之影響

本試驗旨在探討色光對海蘭蛋雞產蛋數、蛋重與蛋殼硬度之影響並比較以玻璃紙與軟條燈照射對前述性狀之差異。結果顯示,蛋重方面,以軟燈條所進行試驗之結果(綠>紅>黃>藍)與玻璃紙試驗(藍>黃>紅>綠)結果完全相反。產蛋數方面,軟燈條進行試驗之結果(綠>紅>黃>藍)與玻璃紙試驗(黃>紅>綠>藍)結果略有不同,除了藍光組外,其餘組別之產蛋數差異不大。蛋殼硬度方面,無論以玻璃紙或軟燈條所進行試驗,其蛋殼硬度皆以藍光組之蛋殼最硬,其次黃光組、紅光組,綠光組之蛋殼最薄。因此,綜合試驗結果建議若要提升蛋重、產蛋數與蛋殼硬度品質則建議選擇紅光和黃光組為佳。

藏寶「旋」「跡」

從海盜藏寶的情境出發,主要探討旋轉角度和平均點之間的關係。藉由增加旋轉中心個數,改變旋轉角度或旋轉次數等變項,來探討固定點的存在性與平均點的軌跡變化。於研究過程中發現:操控旋轉角度的正負值及倍率,能讓動點與平均點間的移動軌跡有繞圈、橢圓、內(外)次擺線及相似圖形等豐富有趣的現象變化,並成功證明之。於改變旋轉次數的過程中,發現旋轉後的點連成之向量具有不變性,同時藉由n次旋轉可化為一次旋轉的論點,證明出固定點符合數學上不動點的定義。綜合各項研究結果將其推廣應用,提出多種更適用於現代海盜的藏寶秘技。

天羅地網-雷射光線之反射路徑與正n邊形完全圖之關係探討

在正n邊形的n個頂點各放一面鏡子,並將其中一個鏡面順時針轉動90°/n,將雷射光線沿該點切線方向射向此鏡面,使光線在正n邊形各頂點的鏡面間反射,本文主要在探討光線在各鏡面間反射路徑之規律性與其應用,研究分為兩大部分:一、將雷射光線射向一順時針調整角度θ=90°/n的鏡面且其餘鏡面皆不轉動之情形下,探討雷射光線的反射路徑之規律性及尋找正多邊形邊數與反射數間的關聯性。二、在正n邊形的n個鏡面中,每個鏡面可依順時針或逆時針旋轉一個角度θ=90°/n或是不轉動。此部分我們只針對n為偶數的情況去探討,我們採用數學上函數的對應方式取代了物理上反射原理的路徑操作,由數學的模式去探討鏡面調整的規則,擬訂出適當的策略調整鏡面的轉動,並找出最大反射數。

宜蘭外海條狀雨帶成因探討

觀察逐時雷達迴波圖之後,我們發現冬末春初時節,從傍晚到凌晨這段時間是一條狀雨帶的「好發期」,這條狀雨帶並非由鋒面或其他已知的天氣系統引起,故我們想研究這條狀雨帶強度與其氣候環境間的關係。先定義出條狀雨帶常出現的範圍,並利用PowerPoint軟體在雷達迴波圖上將此範圍切割成縱19×橫13的正方網格,藉此將範圍中的回波訊號量化。整理向中央氣象局收集來的氣象資料(氣溫、海溫),與回波訊號的量化數據做對照。結果我們發現,以溫差來看,海溫與氣溫的溫差愈大,此雨帶愈明顯;以月份來看,冬末春初是此雨帶頻繁出現的時間。

利用沉積岩開啟大高雄旗美地區的地質秘密

利用野外實測我們發現旗尾山的位態為N45°E45°E而龍肚山為N20°E75°W,且兩者同屬糖恩山砂岩層。據此推測兩座山脈是受旗尾山西側旗山斷層影響所造成的向斜構造,因而造成兩者隔著美濃平原相望。透過室內模擬實驗發現泥的沉降和壓密過程可分成三個階段,初期泥漿水的濃度越大,沉降的速率越快;當濃度逐漸下降後,泥的沉降速率會趨近於一個穩定的值約為0.2cm/小時,最後當水中不再含有泥的懸浮顆粒時,泥受自身重力影響,開始以約0.05~0.1cm/小時速率產生壓密作用,顯示我們在野外看到的泥岩是經過長時間緩慢沉降和壓密的結果。

靈「計」一動-探討噶瑪蘭族童玩-風向計的靈敏度

從噶瑪蘭族童玩及風向計的轉動原理,我們製作出檢測微風的風向計。實驗分別對「尾翼」及「風車」兩部份進行測試,在尾翼部份發現將5×5cm2半圓形護貝膜材質的尾翼放在距離支撐軸8.5㎝處的平衡點,再與軸心3㎝的保麗龍球、扇葉長4㎝、寬1.5㎝、軸承長5㎝製成的風車組合,此風向計測風向的靈敏度最高,能在一般市售風速計無法計量微風的情況下,仍然能感測指出正確風向。本研究發現能讓自製簡易風向計在微風就能觀測到風向的原因,讓我們能更方便的觀測空氣的流動。

水中忍者-研究日本沼蝦對棲地環境的適應

日本沼蝦為台灣淡水長臂蝦,是台灣西部中下游水域淡水蝦數量最多的族群。公、母蝦的分辨在全長4cm、體重1g以上,可由頭胸甲和螯來判斷。公蝦形態特徵與體重的關係,以螯的成長速率最快,為明顯的第二性徵。自製環保蝦籠是捕捉日本沼蝦的最佳用具,優點為捕捉數量多、成本低、環保和採集方便。日本沼蝦捕捉方法以狗飼料為誘餌,在夜間放置自製環保蝦籠於岸邊誘捕,效果最好。日本沼蝦在水中體色多變猶如我最愛的日本忍者,隱藏於環境中不易被發現。體色變化實驗整理出四種變色模式,當較高水位、強光下變色最快、體色最深,這與棲地環境的適應相關。日本沼蝦的卵面積小,抱卵數為粗糙沼蝦的7倍多。生殖策略是以量取勝,來適應環境,提升競爭優勢。

校園B.B.Call廣播系統

在學校上課時每當下課鐘響要休息或看書時,學校各處室突然連續地廣播`某某某`到指定地方集合,害我總是被廣播聲吵到無法休息和自習。在現今科技發達的時代,有很多你從未想到過的生活用品,但在使用的過程中,始終會帶來一些副作用,我們的作品就是針對學校廣播所產生的噪音問題來進行改善,成品名稱為「校園B.B.Call廣播系統」,此系統主要是讓教師或行政人員能透過電腦輸入廣播訊息和班級代碼,藉由RS-232傳送至無線電傳輸模組,並將訊息發送至「校園B.B. Call廣播系統」顯示傳輸的訊息。雖然市面上有些產品可以取代我們所設計的廣播系統,例如:電視牆、LED跑馬燈字幕機等,只不過相對成本考量來講比我們的「校園B.B. Call廣播系統」還要來的高很多,而且它們只能固定在某些顯眼的地方使用,但是我們的「校園B.B. Call廣播系統」卻能隨身攜帶著走。這就是我們「校園B.B. Call廣播系統」與電視牆、LED跑馬字幕機主要差異,成本低且使用便利,相信能有效地改善廣播所造成的噪音污染。