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第56屆--民國105年

颱風降水量的區域差異分析:空間內插法與逐步迴歸法的運用

本研究以探討臺灣颱風降水量的區域差異分析為主題,蒐集中央氣象局颱風資料庫1958至2014年間發布警報的颱風資料進行研究,運用GIS空間內插法、SPSS逐步迴歸分析法進行空間差異分析。研究成果得知臺灣各測站的歷年颱風平均降水量具有顯著空間差異,運用GIS空間內插法可推估臺灣各地降水量分布,其中以反距離權重法(IDW)的誤差率最低,其成果可作為具體繪製颱風降水量分布圖的依據,進而提供防災單位參考。 各路徑代表性颱風逐時降水量分析顯示,隨著時間序列及行進路線,颱風降水量變化趨勢也各有顯著差異。運用SPSS進行逐步迴歸分析,建立五個代表測站的逐時降水量推估迴歸方程式,可作為颱風逐時降水量推估的參考。

發現「星」奧妙─正n邊形邊長延伸形成多角星之性質

本研究探討正n邊形各邊邊長延伸經過p次交點所形成的p階n角星多邊形之角度及邊長,我們求出p階角星頂角的公式,證明:「n > 2(p+1)時,就存在p階角星」,並和正n邊形內部連線問題做比對,提出兩者的對應關係。對於多角星的邊長與各角星頂角的連線線段,我們使用三角函數列式求長度及使用電腦軟體EXCEL輔助計算討論。在這樣的觀察中,發現「正n邊形邊長在特定的狀況下會等於p階角星的邊長」等一些有趣的性質,而這些幾何特性的證明也能夠呼應它複雜的代數算式成立,除此之外,多角星的角度與角星頂點連線上計算都和原正n邊形的角度、邊長有一致性的關係,因此本研究把正n邊形視為一個0階角星。

蓮霧葉葉綠素電池—家鄉綠能產業相關研究

配合家鄉「養水種電」與學校「綠色能源」特色課程,並結合家鄉的特產「蓮霧」做為研究主題。利用蓮霧葉來製作葉綠素電池不但可以研製無汙染的能源,還可以減少農夫露天焚燒蓮霧葉的問題。希望能實驗出讓蓮霧葉綠素電池有較高電流、電壓數據的方式,並以環保少汙染的製作過程,讓蓮霧葉綠素電池可以運用在日常生活。 研究結論如下: 一、 蓮霧葉中葉(成熟度為1~3個月)所萃取的葉綠素液有較強的電流和電壓,酸鹼度的數據也比較低(pH值約4)。 二、 根據實驗數據,葉綠素液「溫度越高」、「酸鹼度越低(酸)」、「太陽光越強」、「電極接觸面積越大」是影響「電流」強度的重要因素。 三、 蓮霧葉綠素電池較其他葉綠素液材料(蔬菜、雜草)有較好的發電效果。

數理乾坤~異中求同

本研究主要探討多邊形數字方塊,以一組具相同公差或公比的數字,運用加、減、乘、除等不同運算符號,計算各邊中點的新數字且不斷往內層演算。為了快速獲得結果,導入Excel軟體來輔助,並進一步觀察最後結果是否收斂或具規律性?過程中發現加法運算,可以首項、公差、多邊形邊數、層數四個量去推導出一般式,以獲得多邊形每一層的數字總和,也可以利用其反求相關數值。減法運算,在2的m+2次方多邊形且具相同公差時,其運算結果都可以在N+2層時歸零。除法運算,將相鄰的二數以大數除以小數後,採用不同的進位法,在2的m+2次方多邊形且具相同公比時,其運算結果都會收斂至1。至於乘法運算在五邊形以上,具相同公差或費氏數列所產生的數字都會收斂至0。

蜂樹奇緣-蜂膠和落羽松萃取液之探究

本研究主要是探討蜂膠及落羽松萃取液之功效。透過觀察蜜蜂採集落羽松樹皮汁液,回巢製成蜂膠的方式,我們對樹皮進行萃取,再以實驗比較萃取液是否與蜂膠有類似的功能。 針對上述想法,我們設計以下實驗:1.以水溶液蒸餾法及酒精萃取法萃取落羽松樹皮汁液。2.比較萃取液和蜂膠的抗蟻效果。3.比較萃取液和蜂膠的抗菌效果。4.比較萃取液和蜂膠的抗氧化效果。 研究結果發現,蒸餾法中低溫蒸餾萃取液的抗蟻和抗菌功效比市售蜂膠效果好,酒精萃取液抗氧化能力雖然比蜂膠差一點,但在實驗中也和蜂膠效果相當接近。由於蜂膠相當稀有且珍貴,未來可以朝著萃取落羽松樹皮,大量提煉出有效的抗蟻、抗菌及抗氧化物質。

乍暖?還寒!冷熱自明

本研究中主要是利用實驗來找出實驗溶解熱。最終得到以下的結論:利用不同自製卡計(量熱器)來進行熱含量測定,測量出最精確的溶解熱材質卡計為:保麗龍材質外蓋+鋁杯容器卡計,我們還發現溫度愈高時溶解熱反而較小,還有溶解度大的反應物,因溶解為放熱反應所以造成溶解熱也受影響而變大。最後我們找出最佳冷卻試劑樣品:找出CO(NH2)2固體/KNO3固體=2:1比例,是能降至低溫的冷凍劑。

二氧化碳氣體分子穿透速率變化之研究

閱讀文獻後發現,二氧化碳因其直線型分子的物理性質,可以穿透大部分的有機物質。因此我們設計裝置進行長時間的濃度變化檢測,數百次的實驗後發現除了PVDC保鮮膜與鋁箔亮面外,其他七種隔離物質均能讓二氧化碳穿透,所有的濃度變化速率都有先上升後下降的現象,達到最大值之前的速率變化可以由二次函數來描述(r=at2+bt+c),且每種隔離物質均有不同的起始速率、最大速率。我們發現每種隔離物質的起始穿透速率越大,則最大速率越大,速率變化量也越大,且達到最大速率的時間越短。而隔離物質厚度越厚,或是表面積越小,則最大速率越小;裝置倒置、保鮮膜上加水或加二氧化碳水溶液也都能影響穿透速率以及達到最大速率的時間。

垂降高手-橙帶藍尺蛾的研究

持續進行二年橙帶藍尺蛾(Milionia zonea pryeri)的研究,因為每年在4月-8月的大發生期間,學校都會出現很多的橙帶藍尺蛾,這些蛾在校園中飛來飛去,我們想要了解一年當中到底何時會出現最多的橙帶藍尺蛾,何時會幾乎找不到牠們的蹤跡。我們不但研究橙帶藍尺蛾的數量,也探討蛹的形態與羽化的機率較高低的相關性,更深入的研究橙帶藍尺蛾的垂降行為,使我們對橙帶藍尺蛾有了更詳細的紀錄資料和數據。

圍籬邊的食物鏈(雞屎藤→天蛾→寄生蜂)

我們在校園圍籬邊發現雞屎藤、天蛾、寄生蜂間形成的特殊食物鏈關係,於是分別透過校園調查與飼養觀察進行深入的探討。 調查發現本校共有5種取食雞屎藤的天蛾。日照越充足,雞屎藤越多,天蛾數量也多。天蛾各階段都有專一的寄生性天敵,包括:卵寄生、幼蟲寄生與蛹寄生,統計被寄生比率約為 9.48%,且天蛾數量越多,寄生蜂也越多。 飼養觀察結果發現:天蛾的蛹期 ÷ 生活史 ≒ 1/2。氣溫、日照時間是影響天蛾的發育速度的最主要原因。天蛾化蛹時僅在土表面形成凹巢,沒有鑽入土中,此結果可修正圖鑑所述。 校園的圍籬邊雞屎藤→天蛾→寄生蜂的食物鏈關係終年不斷循環著,而校園工程與人為的修剪成為改變這個平衡關係的重要因素。

強迫症患者輔助裝置

本創作係在減少強迫症或視障患者在生活上之困擾,輔助其正確關水及關門動作,研究內容包括關門、關水龍頭輔助裝置以及居家保全裝置等,使屋主擁有正常之生活,照顧社會弱勢,依據醫學上的研究,他們會感到需要不斷反覆地檢查某些事,並且在患者的思緒中,會持續地重複浮現某種想法,或是感到需要一再地執行某些日常行為。常見的重複行為包含洗手、計算東西、檢查門是否上鎖,希望這個作品能夠改善他們的困擾。研發「關門輔助裝置」能自動判斷廣播內容,輔助患者對關門、關水之操作,設計「房屋保全裝置」之防盜功能,可提供屋主簡易操作以達到居家保全,增進其安全感,使其放心、安心,加強強迫症患者居家之安全設備。