全國中小學科展

臺灣

可抗頻閃效應干擾及自適應光源之多國版本硬幣分類機

這個專題是利用現場日光燈源當作偵測媒介,達成偵測硬幣及計數功能。製作過程中,遇到了許多誤差方面的問題,我們都堅持使用數學理論與程式技巧來克服。除充分利用了單晶片的功能,也讓機台的體積得以縮小。且因為硬體電路簡單,除了維修方便,成本亦能降低。此外,運用電腦繪製3D設計圖,將各項參數精確化,配合雷射切割機,使我們的作品可以被大量複製。成果不只可用在硬幣分類機,未來更可運用在其他的即時偵測機制上,不會侷限於單一裝置。

你可以再瞄準一點─旋轉火箭

我們把尾翼黏成有偏折角度,想試試火箭會怎麼飛行。結果火箭如同我們預期一邊旋轉一邊飛行,但距離卻沒有變近。於是我們先做出最佳發射角度43〫。然後我們以43〫跟不同的打氣磅數作實驗發現:1.尾翼偏折角度在10〫~15〫會是旋轉最穩定且飛行距離最遠的角度。2.我們利用Tracker軟體來分析空氣火箭的飛行軌跡、及速度、加速度。3.我們再利用自製儀器測量空氣火箭在不同磅數時衝力有多大。4.我們利用電動打氣機與風速計測量空氣火箭在不同磅數時噴出空氣的時間與風速為多少。5.最後我們自製風洞、模擬空氣火箭在空氣中的旋轉狀態,利用超慢速錄影看見空氣是如何通過旋轉火箭,最後發現旋轉火箭就跟槍管膛線是一樣的功用。

紫螺借東風!—探討海氣變化對海岸環境的影響

本研究從探討漂浮性貝類紫螺在台灣東北海岸出現的時間為起始,透過實地採集與海氣資料的收集、分析,找出紫螺漂流上岸的洋流與天氣條件。再以自製模型模擬印證紫螺出現的天氣條件。研究結果發現紫螺在西太平洋漂流的路徑與許多魚苗相同,因此在福隆上岸的天氣條件與魚群大量出現時期相同,可作為當地洋流變化與漁汛期的參考指標。紫螺的上岸也可作為當地沙灘污染的指標,一波波紫螺的到來也意味著海沙中的輕質塑膠微粒正在快速累積當中。

胞心粉圓

在實驗過程中意外發現特定比例的乙醇水溶液會出現流速的極值,及溶液混濁的現象,因此引發我們進行有關"微胞"的研究,像是廷得耳效應、布朗運動、鹽類對膠體粒子的影響、微胞的形狀,進而探討不同碳鏈醇類長度、不同濃度、不同波長的光以及不同醇類的影響。此外,我們利用分光光度計量與電導度計測不同種類溶液的吸光度與導電度。

拒絕抹黑~VitaminB2在UV強度量測與物理防曬的應用

分析Vitamin B2水溶液照射UV後的光譜穿透率,在可見光400~530nm左右的範圍,穿透率有穩定上升趨勢,因此利用此特性,以此波長的可見光源(LED燈泡)來穿透Vitamin B2溶液,並利用Arduino光敏電阻類比數位轉換法的ADC值變化,檢驗Vitamin B2溶液曝曬之紫外線強度,並建立檢驗標準曲線。同時利用Vitamin B2照射UV後在波長350nm以下UVA、290~320nmUVB及260nm以下UVC的波段穿透率反而下降、遮光效果增強的特性,探討其在防曬應用上的可行性,將Vitamin B2溶液加入甲基纖維素、TiO2、疏水性高分子(PTFE鐵氟龍)等無毒材料,成功自製一瓶效果絕佳的防曬乳液。

「鋁」戰「鋁」勝 --- 可撓式鋁電池的研究

本研究旨在製作可撓式鋁電池因應可撓式電子產品的發展。我們G1(第一代)電解液配方為pH=3氯化鋁-醋酸與醋酸鈉緩衝溶液,在G2(第二代)加上澱粉製成乾式電池,在電解液中加入石墨,但研究顯示電解液中的石墨粉不具夾層效果,鋁電池充電電壓2~5V,以最高5V進行充放電實驗。取碳粉與各種膠體製作可撓式導電布取代正極固體石墨棒,最佳正極改質配方為75%炭煙導電(紗)布,溶劑為透明漆。在負極鋁片上塗卵磷脂,藉由疏水性降低電極短路,可提高電壓並延長放電時間。電池在G3~G4代模組中發現單層宣紙隔離層效果最好,正極添加二氧化錳去極劑隔絕層可使電流提高2.3~4倍左右,目前G4模組可穩定放電8天以上,平均功率有2.5mw,估計電量有192mAh。

真的是23.5度嗎?-以天文及氣象資料探討固定型太陽能板最佳架設傾斜角

本科展作品,藉由理論計算、模擬實驗與實際系統量測交互比較驗證,依據太陽運行軌跡與氣候資料,逐步探討固定型太陽能板最佳架設角度。我們依序進行10個實驗,最後成功驗證一套能依據太陽能板所在緯度、方位與全日空日照量來決定出固定型太陽能板最佳架設傾斜角的方法。並據此實驗成果,進一步成功研製一固定型太陽能板架設角度標示儀,能協助業者與DIY者輕易架設正確固定型太陽能板架設最佳角度。

2n皇后問題規律之探討

本作品在探討2n皇后棋子放置在正方形棋盤及正三角形棋盤的規律問題,在擺放規則限制下,先確定棋子應如何擺放才會有規律性的存在,並將棋子位置坐標化後,依其規律探討出通式。 n×n階正方形棋盤依其規律可分成(6n-2)×(6n-2)階、(6n-1)×(6n-1)階、6n×6n階、(6n+1)×(6n+1)階、(6n+2)×(6n+2)階(又將n分成奇數與偶數)、(6n+3)×(6n+3)階(又將n分成奇數與偶數,其中偶數又分為偶數A組(n=4m-2, m≧1, nϵΝ )、偶數B組(n=4m, m≧1, nϵΝ )等六組型式(n≧1, nϵΝ )。 n階正三角形棋盤依其規律可分為2n+2階、2n+3階棋盤型式(n≧1, nϵΝ )。

藥你長得好–探討肉桂對植物生長的影響

實驗先選用六種中藥氣味與小白菜進行共培養,並選擇肉桂進行後續研究。結果顯示肉桂氣味可抑制植株生長,且距離越遠,對植物影響越弱。 為提升研究實用性,我們改將肉桂粉泡水施用於小白菜根部,當肉桂水濃度低於0.3%時,可顯著促進小白菜生長,濃度高則無效。說明了肉桂濃度會影響植物生長,且經根部吸收後,對小白菜有益處。接著我們將肉桂水分別和對植物有益的維他命C及對植物有害的逆境進行共培養,以了解其對小白菜生長的影響。結果顯示,維他命C水與肉桂水混合無法促進植物生長;而肉桂水則可減緩植物受鹽逆境、熱逆境、淹水逆境抑制的情形。 實驗結果說明了肉桂氣味可作為抑制植物生長的媒介,而肉桂水則可作為提升小白菜生長的良好資材。

離子電遷移率的測量研究

電解質水溶液滴上染料,外加互相垂直的電場和磁場後,離子受到勞侖茲力而移動,因黏滯力作用而形成漩渦偶極子;由漩渦偶極子的位置隨時間變化,可算出離子的電遷移率和。兩種離子的電遷移率不同,對染料的衝量不同,而使漩渦偶極子偏移,由偏移量隨時間變化,可求得兩種離子的受力的差。 由電流隨外加電壓的變化可以算出兩種離子的電遷移率和;由霍爾電壓隨外加電壓的變化可以算出兩種離子的電遷移率差,進而算出兩種離子的電遷移率。 霍爾效應法因待測量少,測量得到的電遷移率誤差小;漩渦偶極子法待測量多,測得的結果準確度較小;漩渦偶極子法易控制恆溫,適合探討離子的電遷移率 隨溫度的變化。