全國中小學科展

第52屆--民國101年

2D變3D-立體影像形成原理與製作

從雙眼立體視覺檢查圖操作中,將發現問題分為影像位置、大小及顏色兩類。在影像位置、大小中,邊緣差異量對影像位置、大小皆有影響,眼睛到螢幕距離值會影響影像位置,但影像大小不變。物體大小不會影響影像位置,但影像大小會有等比率縮小。結合GeoGebra所建立操作模型,經由兩個面向的實測值及理論值比較,發現使用操作模型來預測立體影像的位置及大小是可行的。色光通過濾鏡時,照度值具有獨立性和累加性的趨勢。從彩虹顏色和3D影像顏色比較,發現3D顏色合成的模式不完全是加光原則或減光原則。運用研究成果解釋問題,都可以充分說明及回答,表示目前實驗成果能說明3D立體影像的形成原理。掌握3D立體影像的形成原理即可製作出3D立體特效。

任意矩形的三階多米諾骨牌填圖謎題

三階多米諾骨牌(Tromino)填任意矩形R(m,n),m,n≧0解之謎是一個很有趣且複雜的問題。本研究利用塗色法、歸納法,巧妙應用矩形的上下、左右對稱特性,經過系統化分類與邏輯化推演,成功且完整求證下列三個以L-tromino填任意矩形的問題:一、當3|(mn-1),填任意移除一格小正方形的一階缺陷矩形問題。二、當3|(mn),填R(m,n)矩形問題。三、當3|(mn-2),填任意移除二格小正方形的二階缺陷矩形問題。本研究成功得證,並給出所有符合解條件的m,n及於矩形中任意移除一格或兩格小正方形且符合解的所有限制條件。

非齒輪式減速機之研究

在高職機械科二年級專業課程機件原理中有討論齒輪減速機內容,以章節內容我們知道工程應用上減速機以齒輪式的設計使用最為廣泛,但除了齒輪外是否還有其它以機械方式來達成減速的可能。本專題將探討設計、製造非齒式且相同尺寸只需更動少數零件即可達到不同的減速比之減速機的可能性,藉由創意機構設計方法及流程,來設計非齒輪式的減速機。本裝置共有五個零件分別是支撐座、自轉子、立體凸輪基座、波形產生器、鋼珠相互配合,藉由波形產生器對鋼珠產生壓力而促使鋼珠延底座之特殊曲線而作圓周運動,達成減速的目的,此裝置速比可藉由調整底座鋼球數量達到不同的減速比,本專題經測試後可達到減速的功能及穩定的轉速輸出。

我知道磁鐵兩側加鐵片能增強磁力的秘密了

三年級上學期,自然與生活科技上過磁力這個單元。不管它的體積很大或是很小,每一塊磁鐵都會有兩個磁極,一個是N極,另一個是S極。磁極上有磁力線,磁力線都是由N極出發,穿透大部分物質、空間,經S極回到磁鐵,形成一個封閉的磁力線。當鐵質物品經過磁鐵的封閉磁力線時,會被磁力線所吸引,因磁極的磁力線最多,磁力最強,所以鐵質物品常常被磁極吸住。磁鐵的N極和S極有另一種特性為同極相斥、異極相吸,人類利用這個特性製造出馬達,為人類的文明和幸福,日以繼夜不眠不休的努力工作。更利用這個特性製造出磁浮列車,快速、節能、無噪音,磁力真厲害、真有趣。

美容奇葩-廢芭樂葉快速萃取及其應用

本研究利用微波快速萃取之方式,萃取芭樂葉中抗氧化成分。研究結果發現:(一)芭樂葉抗氧化能力高於果實。(二)紅玉芭樂比珍珠芭樂、紅心軟芭樂抗氧化能力高。(三)微波萃取的最佳條件為:功率設定中弱(200W)、時間為8分鐘、40%乙醇溶劑、固液比1:30。(四)微波萃取之方式,萃取液總酚含量及捕捉DPPH能力在8分鐘時均高於傳統水浴萃取。(五)熱風烘乾的芭樂葉總酚含量及捕捉DPPH能力分別都在14mg/g以上及90%以上。熱風烘乾50℃下5小時含水率可小於10%,為較佳之保存方式。(六)自行製造芭樂葉抗氧化精華液及環保美白抗老化面膜能提升廢棄芭樂葉之應用價值,且價格低廉。

旋轉吧!綠牆-植生牆支撐架系統改良設計

本研究設計的植生牆轉軸式支撐架系統裝置理念是以旋轉門為構想來源,使植生牆可以將外部牆面轉至室內進行維修工作,改善原有植生牆支撐系統的工作性。此裝置主要係由立桿兩側設置掛架,並於掛架面吊掛盆體,形成雙面栽植,立桿底端設軸承、軸心桿,形成可旋轉之功能。利用此裝置之旋轉功能,其實用性與設計特點如下列所示: (一) 由原本固定支撐改良成轉軸式支撐架系統,改善植生牆工作性。 (二) 將植生牆轉軸式支撐架系統底座釘固於公寓大樓陽台之女兒牆,除了可形成綠色植物景觀及遮陽效果,並可調整遮陽、通風角度。 (三) 結合窗簾、花台、鐵窗、遮陽板等功能,減少能源浪費,改善鐵窗外部美觀問題,及了解本研究裝置對建物立面綠化減碳之節能效益。

垃圾變黃金~廚房裡隨手可得的滅火器

牡蠣殼、蛤蜊殼、蛋殼、蜆殼等廚房裡的廢棄生物殼都含有碳酸鈣的成分,它們和酸性溶液反應都會產生二氧化碳。酸性溶液的酸度越高,廢棄生物殼產生二氧化碳的量越多。在相同的酸性溶液裡,廢棄生物殼粉以牡蠣殼粉和蛋殼粉產生的二氧化碳量較多,蛤蜊殼粉次之,蜆殼粉最少。廢棄生物殼粉顆粒越細,產生二氧化碳的量越多;廢棄生物殼粉量越多,產生二氧化碳的量也越多。以600ml容積的汽水瓶,設計一個廚房裡最佳比例的二氧化碳滅火器,無論酸性溶液為何,和廢棄殼粉的調配滅火30cm距離最少比例均為小蘇打粉<泡打粉<蛋殼粉=牡蠣殼粉<蛤蜊殼粉,這與廢棄生物殼粉所含的碳酸量多寡有關。

我要長大-綠豆芽承載能力探討

設計模擬實驗,找出正式實驗時會遇到的問題與狀況,並加以克服,以減少正式實驗時的問題,進行一系列的探討實驗,從(一、豆子種類)→(二、溫度差異)→(三、有無照光)→(四、有無壓重物)→(五、燒杯及壓板的大小)→(六、空氣流不流通)→(七、豆子品質),探討各種變因對綠豆芽生長的影響,進而找出種植最棒、最好吃綠豆芽的方法。經由此次的實驗,我們發現要種出最棒、最好吃的綠豆芽,需要一個不照光、黑暗的環境,使用健康的豆子,將豆子事先泡水,讓豆子吸水膨脹,挑出不發芽,不健康的豆子,再將健康的豆子平鋪在容器上,放上隔板,用8倍豆子顆數的重量(gw)施壓,並定時、適量澆水,5-6天後,就可以吃到最好吃的豆芽菜。

健康取向紅蘿蔔蜂蜜蛋糕之開發

為提高紅蘿蔔利用價值、增加農民收益與農產品利用率,本實驗以採收後規格外之紅蘿蔔為主材料,將其添加在蜂蜜蛋糕中,同時改良製作及烤焙方法,開發健康取向的紅蘿蔔蜂蜜蛋糕。為了找出最佳配方,本研究主要探討蜂蜜蛋糕的製作方法,而以烤焙流程的改良為輔,改良基礎配方,將紅蘿蔔添加於蜂蜜蛋糕中,賦予蜂蜜蛋糕新的風味。結果顯示:以雙層鋁箔盒中間加水,可以取代傳統木製框架烤焙;利用分蛋打法可以取代添加乳化劑的全蛋打法;添加烘焙百分比70%冷凍紅蘿蔔、38%蜂蜜及9%沙拉油,可以得到最佳風味。同時喜好性官能品評結果顯示:本實驗開發的健康取向紅蘿蔔蜂蜜蛋糕,在外觀、形狀、大小、顏色、口感、甜味、蜂蜜味、紅蘿蔔味、黏牙度、濕潤度、彈性等整體接受度達81%以上。

狂暴的太陽-太陽磁力線的模擬與探討

自製的「太陽黑子三角觀測器」對黑子的觀察效果佳,具有結構穩定、快速架設等優點。而我們設計的「液態磁力實驗瓶」,可產生「動態」的磁力線,是一大突破。以「液態磁力實驗瓶」可針對日冕噴發、極紫外線圖上的線條分布、耀斑與太陽風等太陽現象,完成初步模擬與理論推演。自創以「磁力線掠奪」的觀點去解釋SOHO衛星的極紫外線圖之線條分布,並證明這些活動線條符合「磁力線掠奪」的理論。「液態磁力實驗瓶」模擬太陽風對地球磁場的影響,驗證地球磁場對太陽風具有保護力。日冕燈泡狀噴發、磁力線掠奪、極紫外線圖的線條分布、太陽風模擬實驗的氣泡行為,都符合以磁力線為理論基礎的推理。而「太陽黑子三角觀測器」和「液態磁力實驗瓶」也是很棒的太陽教學教具,值得推廣。