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氣球般的鯊魚~沙勞越頭鯊繁殖解密

本研究主要著重於台灣西南海域的沙勞越頭鯊(Cephaloscyllium sarawakensis),又稱為沙勞越絨毛鯊)。透過在高雄梓官區的蚵仔寮下雜魚場將近二年的觀察和採集,記錄沙勞越頭鯊的數量、大小、性別等重要資料,再透過數據分析,推算出牠的繁殖週期。近期學界發現沙勞越頭鯊特殊的生殖方式-持續單一卵生(sustained single oviparity),我根據這個理論分析採集紀錄的數據推測沙勞越頭鯊的產地及繁殖季節,而且我在將近兩年的調查記錄沙勞越頭鯊發現了牠們有不少特點。文中可以完整地把我這近兩年來調查記錄的所有發現一一陳述。

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以Color Schlieren光學顯像技術研究噴嘴過濾器來達到降噪的目的

本實驗利用航太領域的光學影像顯示科技-Color Schlieren來觀測空氣中的流體變化,實驗過程以製作一個能夠看見氣流流動情形的簡易實驗裝置為目標,利用光線通過疏密不同的空氣而產生折射現象差異發展出一個簡單、方便組裝的實驗裝置,最後以Color Schlieren光學顯像技術觀察氣槍噴嘴在操作時噴嘴附近空氣密度變化的情形,發現噴嘴塊狀流為產生極大噪音的來源,並錄音然後繪製頻譜,比較各種自製噴嘴的降噪效果及其塊狀流的消除情形,自製的噴嘴過濾器比較直孔及螺旋孔兩種結構,並改變不同孔數,研究發現直孔效果優於螺旋孔,且孔數越多其降噪效果越明顯。

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別「碳」氣!讓稻穀「銀」你變「醇」!──奈米光觸媒還原CO2為CH3OH與C2H5OH

本研究將洗淨後的廢棄稻殼,以溫度600℃、時間4小時,鍛燒成SiO2,固定SiO2 1g並加入AgNO3,以Ag作為電子載體,製備Ag/SiO2奈米光觸媒。將定量觸媒加入已通1 小時CO2的NaOH(aq)中,以紫外光照射進行半導體光催化反應。以AgNO3的重量百分濃度為變因,發現重量百分濃度10wt%之光觸媒將CO2轉化為CH3OH及C2H5OH的效果比其他比例之觸媒的效果佳,故對其進行研究與改良。因此,將已合成之10wt%光觸媒分別以時間與溫度為變因,鍛燒為Ag/Ag2O/SiO2奈米光觸媒,分析討論其產生CH3OH和C2H5OH的效果,並與未鍛燒的觸媒進行比較。

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天涼了,呵口暖氣在掌心 ―探討吹氣、呵氣造成溫度差異的因素

本實驗為探討造成吹氣與呵氣溫度差異的主要因素。不論是呵氣還是吹氣,氣體同樣由體內排出,但天冷時我們會選擇呵氣在掌心,感受相比吹氣更溫暖。根據前人研究,溫度差主要來自於「氣體絕熱膨脹造成的溫度下降」和「白努利定律造成的氣流捲入」。本研究模擬人類呼吸系統,依照人體生理控制氣流的總量、流速、氣壓差、溫度和濕度。實驗結果顯示,絕熱膨脹效應和氣流捲入效應並非是影響溫度差異最大的原因。在本實驗中,絕熱膨脹混和白努利定律造成的影響,至多使吹氣與呵氣相差0.7℃,再加上水氣造成的效應可使吹氣與呵氣相差1.7℃。因此,我們推論水氣是造成吹氣與呵氣溫差的最主要原因。

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台灣矛巨山蟻職蟻的跳躍及滑翔能力之行為研究

「跳躍」是生物界很重要的運動方式,跳躍行為在螞蟻物種中很罕見,300 屬螞蟻中只有4個屬能用腿部跳躍,台灣過去並沒有螞蟻跳躍記載的文獻。本研究記錄台灣特有亞種「矛巨山蟻」職蟻之跳躍的與滑翔動作行為,像是跳前觀察以及跳躍形式,並且觀察其空中動作,包括肢體動作,身體是否具有校正的能力,並利用風洞觀察其空中滑翔姿態,證明其具有「定向空中降落」的滑翔能力。探討引發矛巨山蟻跳躍之原因,像是逃離困境等,並對矛巨山蟻腿部構造進行分析,與其他螞蟻作比對,找出更多本土的跳躍蟻種。最後用高速攝影拍攝起跳的動作,估算其跳躍力學,與國外的碩眼山蟻跳躍文獻做比較,找出螞蟻跳躍的出力與速度,並且使用電腦分析軟體分析其跳躍能力。

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畫圖「點」驚-多項式定理點出動面成體

本篇的目標在於探究多項定理的展開式,若將展開式全部列出來是繁雜的,我們透過幾何來呈現展開項,配合動點成線,動線成面,動面成體的概念,我們共發展了四種幾何表現,並且呈現出不同的性質,帶出更多的代數與幾何的規律,同時還推廣了多項展開式的係數表示法、kn、巴斯卡等式、並且找出多項展開中不同項與變數項的數量間的通式等等性質,處處可見數形合一的微妙關係,也帶動了幾何與代數之美。

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焊接輔助裝置

本組旨在研究製作一「焊接輔助裝置」,係運用可水平伸縮、可垂直正反轉、可調整高低、可旋轉定置等機構所組成,以提供穩定平台方便置妥電路板為主要目的,讓焬焊及佈置實體零件時能便易,縮短施作製作電路時間,運用實務專題課程,採分組學習方式經歷文獻彙整、合作腦力激盪發想,經歷六個月時間發展專題製作,獲致成果如下。 一、本組以方便取材並簡易構想進行可水平、垂直、高低、360度定置之平台,提供一簡便穩定以輔助實施電路焊接的機構,實現了4D的構念使作品展示出新穎性。 二、本組作品經實際焊接作業重複試驗操作,均能達到簡便錫焊作業、提高實體電路錫焊成果,也增進電路實作能力,助益學習成果外更顯示本作品具有很高實用性。

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「旗」待未來;「塑」造新能源

校園鄰近海邊四周環海,長期與海共存共榮,現今海洋污染仍日益嚴重,過去行之有年的淨灘活動,展現對於愛護海洋環境行動與心意。除了落實ESG全球永續發展裡「E-環境永續」的目標,讓淨灘除海廢的活動,不再只是將海底塑膠污染轉成陸地上的空氣汙染外,而是能真正落實循環經濟的精神”讓污染源變成能源“別讓淨灘活動的用心變成二次污染的轉移。 將廢棄物轉製成SRF(Solid Recovered Fuel),運用在地資源為資材“轉廢為能”淨灘後塑料進行分類,與在地濱海植物透過破碎磁選,製成固體再生燃料取代燃煤、減少化石原料及燃料開採。並加以均質化形成單一性的燃料,同時也能解決農廢和海廢的問題,以循經濟的概念,取代過去線性經濟的慣性思維,可說一舉數得。

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有趣的果凍效應

搭高鐵時,用手機拍攝風景,發現窗外的柱子竟然變成斜的?網路上搜尋,這種現象,被稱為果凍效應。 本研究探討:在高鐵上,手機如何能拍到柱子傾斜?在月台上,拍攝移動的高鐵,觀察車窗變化?可否使用影印機,來模擬捲簾快門?如何推測相機快門的掃描方向?車速是否影響目標物傾斜的角度?光線強弱,是否影響果凍效應的拍攝? 實驗後發現: 一、在移動的高鐵上,將手機橫向拍攝,可拍到柱子傾斜。 二、在月台上,拍攝移動的高鐵,發現手機橫向拍攝時,車窗會傾斜。 三、可使用影印機,模擬捲簾快門。 四、可利用「自製角度板」或「描點法」來推測相機快門的掃描方向。 五、車速越快,目標物傾斜的角度會越大。 六、光線充足時,才能拍到果凍效應現象。

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線上教學資源

森棚教官數學題——你儂我儂

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數字翻筋斗圖形花樣大解碼

本研究主要探討由一組數字來畫圖,所畫的圖形特徵與數字組合間的關係,並歸納共通性質。 (一)圖形特徵 1.個數1或2均畫出1個矩形。 2.個數≧3,圖形較多樣化。一次循環,均可畫出一個以最小數字為邊長的矩形,且從數字組合可判斷此種矩形彼此的離合程度。 3.個數非4整數倍,均畫出點對稱圖形。 4.數字順序相反的數序,互為線對稱圖形。 5.數字先後關係不變,只改變起始數字,所畫圖形經旋轉後會相同。 (二)循環次數,由個數除以4的餘數所決定。 (三)位移向量與旋轉變換: 1.將第一次循環起點到終點的位置向量做旋轉變換,可得各次循環的位移向量和終點座標。 2.可證循環次數。 3.可推算對稱中心座標。 (四)應用:繪出可變換圖形花樣的互動遊戲。

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蘊轉首之鏈

水蘊草是很重要的實驗材料,我們之前發現溫度約15-20℃、光照約1000 lux時的葉綠體流動機率最高也最快,且葉綠體流動特性會因細胞形態及外在條件而有差異。本次我們利用縮時攝影檢視水蘊草的細胞質流,發現隨著一天日照強度變化,上午細胞質流會隨時間變快、過中午後會變慢;且中午時葉綠體會聚集成團、流動比例降低。進一步觀察光照強度對水蘊草細胞的影響,發現光線不足時葉綠體靜止不動且均勻分散,讓受光的表面積最大化;隨著光照增加,葉綠體重新排列,移動到細胞邊緣後開始進行細胞質流。細胞質流模式有速度慢、方向不定的紊流及速度快、順逆時針的層流,而強光下葉綠體會出現聚集成堆、流動停滯的現象。不同細胞質流模式會因光照條件而轉換。

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