第56屆--民國105年

本研究以民國105年0206美濃地震引起的台南市大範圍土壤液化為背景，並與民國99年0304桃源地震(原稱甲仙地震)做比較，研究發現新化區的土壤液化區重複發生機率高，而且液化區域、噴砂量和噴砂土樣粒徑範圍隨震度變大(新化PGA=401gal)而增大。研究也發現不同顏色的噴砂是來自不同的地層深度(約2m~5m)，甚至噴砂的裂縫也略有方向性(NE-SW)，與地震震波傳遞方向近乎垂直。另外，由地震的震測波速圖譜可以知道本次液化深度可達20公尺，也與實際噴砂點符合，噴砂的力量(超額孔隙水壓)也可衝破柏油路和填土層。研究也發現液化的土樣平均粒徑(D50)大小與河流、舊河道或水域有關，約在0.10mm上下，由這些數據和現地的調查、訪問，或許可以發現一些土壤液化的訊息，也可以和已知的土壤液化潛勢圖資做比對。

本研究從「三角形的面積是其旁心三角形面積與內切圓切點三角形面積的等比中項」出發，我們發現圓外切多邊形如果也有外接圓時(雙心多邊形)，會有相對應的結果。其中的關鍵因素是雙心多邊形的旁心多邊形和內切圓切點多邊形會相似。設雙心n(n≥3)邊形為A1A2A3⋯An，其旁心n邊形為B1B2B3⋯Bn，內切圓切點n邊形為C1C2C3⋯Cn，則A1A2A3⋯An 面積=√(B1B2B3⋯Bn 面積×C1C2C3⋯Cn面積)。也就是說，這三個多邊形的面積會形成一個等比數列，等比中項正好是雙心多邊形的面積，且此等比數列的公比為(sin⁡((A1+A3)/2))/(sin A1/2 sin A3/2 sinA2 )。 此外，雙心n(n≥3)邊形的外心O正好是內切圓切點n邊形的外心O1和旁心n邊形的外心O2的中點。且任意三角形的外接圓正好是其旁心三角形的九點圓，而其它雙心n(n≥4)邊形也有相對應的結果，其外接圓正好是其旁心n邊形的2n點圓。

發光二極體（LED）燈泡已經逐漸普及於日常居家生活中。在賣場上我們可以見到各式各樣的燈泡，如不同瓦數、不同色溫以及不同結構的燈泡等，因此本實驗將探討不同燈泡的差異，以及如何選擇品質較好的燈泡來符合家庭不同環境的照明。本實驗將針對透過對十餘種市售燈泡的散熱性、頻閃及演色性進行實驗分析，歸納出實用的燈泡的選用原則，提出簡易的方法，並透過自製工具，讓一般人可以輕易地選擇所需的燈泡。

在五年級接觸了五連塊之後，我們試著找出除了「拼湊」之外的五連塊解法。我們先針對五連塊的規律進行探討，並試著將五連塊數值化後使用數字計算將答案算出來。再透過「座標數值法」進行計算時，雖然覺得計算繁瑣，但可以從數值化的結果清楚看到連塊翻和轉產生的規律。另外「情況數值法」讓我們可以將解答過程放置於電腦程式中運算。我們還發現情塊數值法的每個數字可接受數值是有規律的。最後，我們發現情況數值法不只可以用在五連塊解答的計算上還可以利用在三角形和立方體的答案計算中。

本研究要探討物體在穿透皂膜過程中，皂膜在被衝擊變形後又能回復原狀，此過程中若物體和皂膜之間出現物質成份交換，其影響變因及可能機制各為何。 實驗中以鋼珠、水滴、皂滴和油滴這四種表面性質不同物體穿透皂膜，並以高速攝影記錄物體在穿透期間皂膜變形及物體軌跡。液滴體積可用微量滴管精確控制；液滴穿透染色皂膜後其成份變化，可由分光光度計的分析結果推算。 實驗結果發現促使皂膜破裂的「臨界動量」與入射鋼珠截面積成正比。此外，鋼珠和水滴穿透皂膜時機制較單純，皆被一層皂膜包覆後落下；皂滴和油滴在穿透皂膜時的機制較複雜，因而帶出更多皂液。希望本研究使用的光色分析技術及最終提出的交互作用模型，將來在生物科技領域上有所應用。

經過數據整理與分析，我們發現：中國南下氣流對北台灣懸浮微粒數值影響明顯，且觀察者較難以藉由溫度及濕度得知懸浮微粒數值高低，而若風向為來自中國東北方位，或風速因氣流由中國吹拂來台而上升，懸浮微粒數值議會受影響而提高。另外，煙流可簡單判斷地面的大氣穩定度狀況，但需要間隔小的時間差。

給定簡單圖G，令V(G)、E(G)分別為G的頂點與邊所形成的集合，|V(G)|與|E(G)|分別代表G的頂點集合與邊集合的元素個數。若u, v∈V(G)且u, v有邊相連，則將此邊記為uv∈E(G)。給定函數f：V(G)∪E(G)→{1,2,3,…,m}，其中m=|V(G)|+|E(G)|，若函數f滿足： (1)f為1-1函數； (2)對於每個邊uv∈E(G)，f(u)+f(v)+f(uv)恆為定值； 則稱函數f為圖G的一個『邏輯函數』。給定圖G，若G存在一個邏輯函數f，則稱G為一個『邏輯圖』。對於長度為n的圈Cn(n≧3)、路徑圖Pn(n≧2)與星狀圖 Sn(n≧2)，我們探討了建構邏輯函數f的策略。

自然界中存在著表面張力，它讓水黽浮在水面上讓大王蓮載重，所謂表面張力就是液體表面會有分子的作用形成一層膜，這層膜會將表面積收縮成為最小，這收縮的力就是表面張力。在實驗中我們利用生活中的物品，組裝出一個自製測量表面張力的儀器，水的表面張力經過水溫、界面活性劑以及不同液體的測定實驗後，發現我們自製的儀器很精準，原來許多自然科實驗不需要花大錢來買測定儀器，自己研究出來的才會有實驗的樂趣與成就感。而我們也利用各種清潔劑來探討表面張力被破壞的情形，原來清潔劑又稱界面活性劑有著親水基與親油基，親水基會跟液體表面的薄膜作用進而破壞了表面張力，不同清潔劑溶液有不同的表面張力，有些更會隨著濃度改變而變化。

本研究之構想主要是來自現在最新型的耕作方式---魚菜共生。此系統雖然能夠讓大家在家裡自行耕種，但是仍有需要更換水以及需要定期餵食水中生物。而我們則是藉由儀器的改良來發現是否能達到原本的系統解決不了的問題。 目前的實驗做到濁度測定以及水中測量微生物數量。但是在濁度測定以及水中測量微生物，我們發現水質又改善，微生物的數量也相對的減少許多。仍然還有實驗尚未完成，接下來可再作生物種類變化之實驗。 我們將來的目標將是如何將裝置縮小或是再改良，達到環保與健康兩者兼顧，減少對生態以及個人健康的疑慮。

本研究透過Android系統手機與平板，搭配WiFi傳輸功能，撰寫APP程式與PLC指令，控制機械手臂、雷射感測器、視訊裝置、水箱與履帶型多功能車，並搭配Arduino程式零件組，撰寫可記憶動作與路徑的程式，可隨地點、事物與路徑不同，調整參數，符合需求。經過校園與農田實地測試，履帶可行走於農田崎嶇地形，野外監測效果佳，水箱具噴灑功能，可從事農藥噴灑與消防滅火功能，影像傳輸速率則與基地台與手機傳輸頻寬有關，電池增加無線充電感應芯片，可改善續航時間。