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臺灣

「聲波的進擊」-回授現象的探討

回授現象是一種特殊的物理現象,不僅出現在聲波上,也可能發生在其他現象中。本研究想針對聲音的部份進行探討,藉由生活中常見的聲響設備如音箱、麥克風、效果器及手機來進行實驗,並藉由電腦來錄音及分析,我們想要探討的變因包含有距離、角度、阻隔物、反射物、音量、阻隔板等變因,期望藉由實驗結果,分析了解回送現象背後發生的原因,並找出避免這個現象的方法及其未來的應用性。從實驗結果中,我們發現了回授現象的起源應該是空氣的擾動,而麥克風與音箱的距離會讓回授現象的頻率呈現一種特殊的規律變化,另外,聲音反射也會影響回授現象,因此我們製作了降回授裝置,能有效消除回授現象,而阻隔物也是未來可以運用的一種降回授方式。

沉魚落驗~探討創意螺旋式天亞對改善下沉速率的影響

初體驗岸拋白帶魚一小時勾底斷掉八個天亞,好不環保!讓本組研究如何減緩天亞下沉速率?實驗得知天亞若沒螺旋,則下沉速率與重量成正相關,與截面積成負相關,但仍無法解決勾底困擾。故本組創新設計下沉可以旋轉的天亞,藉由旋轉讓位能轉換成轉動動能,減緩下沉速率;利用3D列印創作重量、截面積相同,不同導程角初代螺旋式天亞,明顯改善下沉速率,因易纏線而改良成螺旋機構自由旋轉的螺旋式天亞1.0;又因多圈無法順利旋轉再改良為多線式螺旋天亞2.0,但右旋、左旋都有路徑偏移現象,最後改良為兩段多線式螺旋天亞3.0,讓兩段螺旋方向相反使路徑成直線。創意螺旋式天亞釣白帶魚時,可大幅降低勾底斷線機率,亦可重複使用,達到環保又省錢的目的。

煙燻有稻,水到渠成

本研究目的主要是研發煙燻水製造機,第三代煙燻水製造機,採用稻梗燃燒室與噴霧式煙燻水產生室,製作並實驗說明煙燻水對農作物驅蟲、防疫、種子萌芽與肥力效果。結果顯示,第三代煙燻水製造機,生產之煙薰水品質穩定,且符合環保署空氣排放規定,其生成之煙燻水成分以氣相層析質譜儀檢測結果,共測得28種化合物,主要是醇、內酯、乙醛、酸、酮、生物鹼和酚類等。其中2(5H)-呋喃酮C4H4O2,可刺激小黃瓜種子萌發。酚類化合物C10H9N3O對抑制真菌生長有效,且在煙燻水添加甲殼素與鈣粉,有助於農作物幼苗成長。

投石"計"器 "彈"無虛發

各式各樣的投石器是最原始的武器之一,傳說阿基米德為了防止羅馬入侵,發明了最早的投石器,而唐宋明時代也為戰爭發展出類似的武器。 阿基米德的投石器,至今仍被人們時常提起,而有趣的投石器是許多小孩的夢想玩具,但當時的投石器到底長什麼樣子,已經沒有人知道,據科學家猜測,應是利用重力與槓桿原理的方式所製作,但要怎麼才能做出好的投石器並精準的命中目標呢?讓我們一起探究其中所蘊含的物理原理,動手設計、實驗,創造出最獨特又精準的投石器,一起來找尋「投石器」的特異之處和它的趣味所在吧!

「鮮」度之計在於「色」~牛肉吸光度及顏色檢測裝置研發

本研究藉由牛肉新鮮度下降會引起顏色變化的機制:肌紅蛋白莫耳吸光度波形在527nm處相交,其固定濃度下總吸光度為定值;在572nm處可測出總吸光度隨變性肌紅蛋白所佔總體比例的增加而下降,開發出檢測裝置作為鮮度計。以D1 mini整合2種單一波長527nm,572nm LED為光源,及BH1750光照度計量測入射光量和透射光量。並以MicroSD卡記憶模組紀錄,計算肌紅蛋白變化率Mb%,來判定牛肉新鮮度。再改進光源為高亮度晶片型LED,縮小體積和TSL2561光照度計模組,運用反射式的偵測不需破壞肉品,加入OLED顯示模組立即顯示計算結果,並由使用者按鈕主控檢測,改善使用者經驗。能有效協助消費者檢測出已超過保存期限牛肉而未敗壞者,可減少食物的浪費,並且可避免誤食敗壞的牛肉引發中毒損及健康。

偵藏不漏­­—漏水偵測與雲端即時接收系統

近年台灣漏水問題頻繁,每滴水都格外珍貴。我們無法解決水管破裂造成的漏水,但是我們可以改善校園中常有人忘記關水龍頭或漏水未維修的情況,減少水資源嚴重的浪費。 本實驗使用Web:Bit開發板連接電腦偵測到的數據,發現漏水偵測電極的材質與結構都會影響偵測漏水的敏銳度,透過塑膠片磨砂處理與選擇黏貼間距適中的銀箔導電膠帶效果最為良好,以此條件進行實際水龍頭漏水實驗,Web:Bit會將漏水感測之結果傳送至LINE,可即時警示回報,進而得以改善或維修。 本研究已達成有效偵測漏水,利用Web:Bit將漏水感測之結果傳送至Google試算表,可以長期記錄學校各點之用水狀況,透過大數據分析學生用水習性,希望未來此裝置能廣泛應用於各場所,為節能減碳永續環境盡一份心力。

電照「膜」行

本研究探討以自製PVA黏膠薄膜,加上各種金屬片成為方便攜帶的輕巧電池。首先探討不同形式電池的發電效益,包括不同金屬片適合的配方膠,金屬片之間的距離,膠添加了不同添加物……等等。綜合以上條件我們分別串聯發電量最好的原味膠及鐵粉膠做成伏打電池以及加上隔離層的勒克朗謝電池, 驅動溫濕度計、鬧鐘、 LED燈,並嘗試用達靈頓電路放大電流的特性,希望可以降低串聯電池的個數,達到不錯的效果。此外我們發現鎂片可以明顯提高薄膜電池的發電效益, 可以讓LED燈亮長達9天。

建立線蚓 (Enchytraeus sp.) RNAi實驗模式並探究Hedgehog基因對其生長與再生之功能

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門,具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用,而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列,所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現,探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後,線蚓新生體節神經的連接不完整,顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察,透過線蚓RNAi技術的建立,除了能進一步探討Hh基因功能外,也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。

瞞是情?謊是愛?善意說謊與同理心的關聯研究

說謊,是生活中的常見現象。在每個人的成長過程中,或多或少都曾為了不同目的而說過謊。過去主流研究認為:只要是說謊行為,無論動機為何,都代表較低的同理心特質。但本研究認為,並非所有類型的說謊都是如此,基於體諒和避免傷害他人感受的善意說謊,應不是代表較低的同理心特質。因此,本研究以問卷和量表檢驗善意說謊行為與同理心兩者間的關係,發現兩者間存在正相關──善意說謊行為的傾向越高,代表同理心特質也較高。本研究希望這樣的發現能夠讓人們因體諒他人而說出善意謊言時不再感到內疚,也希望能為說謊與同理心的相關研究開啟更多可能。

「淨」觀其變—汙染水質的清淨方式及變化

工業化與人口增長使各種汙水的排放量增加,已嚴重影響生態環境及我們的身體健康。本研究探討汙染水質中自然因素對汙水之影響及其變因,討論深淺、照光等因素對汙水的改善影響。種植三種溪流中常見的水生植物,以及利用隨手可得的簡易材料自製過濾雜質的濾水器,期望以對環境友善的方法來改善水質汙染。結果發現照光會增加汙染程度,在殺蛇溪以表水層含有的汙染物質最多;水面底下20公分則浮游生物數量及繁殖率高;水面底下40公分(近河床)含有最多水生植物能吸附的物質。三種水生植物均能有效淨化水質,且皆對底層有極佳的淨化能力;pH值皆為升高,吸附物質多為酸性物質,而槐葉萍的清淨能力最佳。在濾水器淨化水質方面,僅濁度上有明顯改善。