第54屆--民國103年

本研究欲探討不同材質對於電磁波訊號之阻隔情形、不同發射器之訊號穿越金屬網時所產生的差異、以及不同類型金屬孔隙對於電磁波傳遞所造成影響。從實驗結果發現： (一)鋁箔紙及鐵片等金屬物阻隔Wi-Fi電磁波效果很好。 (二)偏光片為塑膠材質，無法有效的阻隔Wi-Fi電磁波。 (三)波長愈長之電磁波訊號，在穿越狹小縫隙時，訊號愈容易往兩側分散。 (四)金屬柵欄愈稹密，Wi-Fi電磁波由中央往兩側下降的幅度會愈緩慢。 (五)電磁波的電場振盪方向與金屬柵欄互相垂直時，會產生繞射現象。 (六)Wi-Fi電磁波穿越孔隙與波長相近或略大的金屬柵欄時，會產生明顯強弱相間變化。 (七)Wi-Fi電磁波穿越直徑相近或略大於波長之圓形孔洞時，在垂直於電磁波振動方向會繞射條紋。

我們從原住民舞蹈比賽的經驗中，發現其他族群的背簍都是四方形的，只有鄒族的背簍是角錐形的，重心不穩會倒在地上，我們覺得鄒族的背簍很不好用，但是長輩們說：「我們鄒族住在山區，要用角錐形背簍比較好用。」 我們向家長和學校借到12個背簍，不停的練習、討論和實驗，經過一連串的研究後發現：鄒族背簍因為它角錐形的設計，有許多優點，例如：角錐形斜靠在陡坡時比較平穩；比較合乎人體工學，所以比較好背；上坡時身體向前傾斜的角度越大，頭部負擔的重量越輕；而且萬一碰到危險可以比較快把背簍拋棄，在山地工作比較安全。 鄒族是唯一使用角錐形背簍的民族，角錐形背簍在山坡地真的比較好用，真的不得不佩服祖先的生活智慧。

（一）菜埔沃水庫停用的原因為水質污染造成，本次研究判斷為垃圾場與軍營汙水流入導致。 （二）由實驗數據可以推斷，水質污染導致水庫優養化，造成微生物大量繁殖，濁度、葉綠素、卡爾森指數皆以超標。 （三）觀察到的微生物有水蚤、線蟲、新月藻、星盤藻、單胞藻、四聯原藻、剛毛藻、團藻、劍水蚤、藍球藻等。

現今手機的普遍使用，讓我們不禁好奇手機密碼鎖的圖形。由於現今大部分的人傾向畫點數少又沒有交點的情形，於是我們研究各種密碼鎖(2×3長方形、6個點正三角形、7個點正六邊形和3×3正方形)畫4~6個點合理的種類與有交點的數目多寡。 密碼鎖的兩項訴求使得能畫的情形比較多種，比較不容易被破解： 1.有交點的比率低 (沒交點比率高) 2.合理種類數多(總種類數多) 結果發現2×3長方形、6個點正三角形、7個點正六邊形總種類數皆太少，不適合作為密碼鎖。 而3×3的正方形有交點的比率不但相較於其他上述三者不高，合理種類數也多，難怪現今以3×3的正方形作為密碼鎖。此外，十個點的正星形同時符合此兩種訴求，因此有作為未來新式密碼鎖的潛力。

此研究的主要應用在於提升表面導熱的效率，在一般的發電機中，水蒸氣重新冷卻需要藉由一導熱裝置，而在冷卻水蒸汽的過程中，水蒸氣會凝結在此導熱裝置的表面上，在表面形成一層水膜，阻礙之後熱的傳導，使導熱效率降低，我們的研究顯示當兩極小水珠在超疏水表面(接觸角>140°)上結合時，水珠的表面能會下降，造成多餘的表面能轉為動能，使水珠跳離表面。如果利用此現象應用在導熱裝置上，使水珠不易附著在導熱裝置上，便能提升裝置的效率。我們主要研究此水珠彈跳現象發生的條件；此外，我們將兩水珠結合之間的作用力做分析，並考慮水珠的帶電，建立整個水珠彈跳過程的模型。

一種利用聲音舞動的小玩具「聲動蛇舞」-- 將毛根隨意盤旋成蛇狀做為舞者，放在杯身被剪出孔，且倒扣成杯底朝上的舞台杯之上，當嘴巴湊近杯孔，持續發出「嗚 ~」的聲音時，蛇會出現舞動的現象。但它為何會舞動？要如何做，才能使它舞動順利？這之中所牽涉到的因素，除了需考慮到舞者的結構外，還牽涉到舞台杯的構造，以及聲波對它的影響。

近年來因人為疏忽，而被卸貨車所夾傷甚至致死的相關工安意外新聞層出不窮，原因出在於，此類車子上的卸貨系統，沒有建立足夠安全的防護措施，所以本研究運用超音波感測器，製作偵測碰撞的裝置，設計相關的防護措施，防止類似事件發生。 本研究為了能有效取得車子與目標物間的安全距離，主要的工作在於調整超音波感測器擺放的角度。而擺放角度的調整依據，是利用三角形的相似定理求出對邊長度，即人與車間的距離，再利用餘弦定理求出值，最後利用反餘弦公式得出擺放角度。 從本研究結果得證，此裝置能測量安全範圍並提供警示功能，可用於貨車上的卸貨系統，加上防護貨運人員安全的功能，降低工安意外的發生機率。

校園常見的日本姬蛛結的是立體網而非平面網，但對姬蛛的立體網與其捕獵行為的了解很有限，我們於是進行調查與實驗。觀察野外蛛網的主要特徵包括：結不規則錐體網、網中有開口朝下的遮蔽物及立網下方有底網。測量野外的蛛網，發現姬蛛多棲息在左右和前後置中處，但僅一半有高度置中。若用方形容器飼養姬蛛，則姬蛛棲息在蛛網立體空間對稱的中央位置。從幾何概念推算，發現姬蛛多棲息於趨近於錐體網剖面三角形的內心處，此位置到三邊的距離最短，有利於察覺與快速捕獵。錐體網具傳遞振動、有效纏繞獵物和低穿透率的特性，而綿密的底網則可防止獵物掉落，皆能增加捕獵率。故日本姬蛛有絕佳空間概念且能依獵物狀況採取不同的捕獵策略，真是聰明啊。

跳遠沙坑本來整理得好好的，經過一個暑假，沙坑的沙變硬，並且有接近一半的地方都長了草。沙坑為什麼會變硬、長草？別的學校、別的場地又是怎樣？怎樣能改善沙坑？怎樣做出一個美麗、鬆軟又好玩的沙坑？ 研究結果：經觀察及實驗，發現優良沙坑的沙的沙粒徑大都在0.5080mm與1.1684mm之間，且幾乎沒有細小粉泥和黏土等成分的東西。河沙和海沙加了少數的泥，植草生長良好，但如果加太多的泥，反而因排水不易，植草最先乾枯。學校沙坑的沙不加水則不受影響；加了水的沙會凝結成完整並且硬的沙柱。沙加了泥或黏土就可形成沙柱，最少可以承受640公克以上的重量。實驗沙坑內的純沙雖然每天澆水也不會長草，沙坑外的草不但長得大，還長出新小草。沙堆比人工的減震塑膠護墊減震效果更佳。把海沙、河沙加入彩色圓滑的小礫石等可製作成「夢幻沙坑」。

我們可以看到新聞上時常有很多地方在舉辦彩色路跑，路跑增添繽紛色彩雖然有趣，但在環境與健康的考量下，也讓人產生疑慮，這樣會造成環境污染嗎？對人體會造成傷害嗎？ 透過驗證過程，首先我們調製不同顏色、濃度的色素水，用來澆淋植物後，觀察色素對植物是否有影響；將彩色路跑粉末撒在豬皮、豬肝上，觀察路跑粉末對人體是否有影響；另將路跑粉末撒在棉布及水泥塊上，觀察路跑粉末對環境有沒有影響。 經過一段時間的實驗，我們發現路跑粉末，除了將皮膚、衣服、植物的根和莖染色，對環境也容易造成汙染、不易清理。所以我們也許可以藉由此實驗結果，提倡只要「健康路跑」不要「傷害」，確保一個永續經營的環境。