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高級中等學校組

圓周上跳躍回歸問題之研究

圓周上相異n個點,將圓周分割成n段弧,每次每個點沿逆時針方向變換成與下一點所成弧之中點,若某點經m次變換後回到初始點,則m的最小值以及m的所有可能值為何?我們發現,m的最小值為n+2。更進一步發現,m的充要條件為m≧n+2且m≠kn-1, kn, kn+1,其中k為正奇數。接著,我們將問題一般化,圓周上相異n個點,沿逆時針方向變換成與下一點所成弧之p:q處,若某點經m次變換後回到初始點,則m的最小值以及m的所有可能值為何?同時,我們也針對n個點具特殊初始位置座標來研究其回歸性質。

「蠟」「咀」成灰淚始乾

在本次研究中,先觀察蠟蟲分別在24與72小時內食用PE、HDPE、LDPE以及鋁箔的面積,分析蠟蟲對四種目標材料的偏好程度,再取出蠟蟲消化道於低溫環境搗勻,並均勻抹在四種材料表面,觀察是否有被分解的跡象,發現目標材料的重量確實減少,最後透過共生菌培養尋找並研究是否有可能與其相關的共生菌存在。 經由一系列實驗,證實蠟蟲消化道內存在能有效分解聚乙烯、高低密度聚乙烯和鋁箔的酵素,且在共生菌液態培養下發現共生菌有增殖現象,最後,透過固液態混和培養出與蠟蟲分解聚乙烯現象最具相關性的菌種,在未來有足夠的資源下分離出其基因序列,再透過轉錄轉譯技術,製成大量酵素,便可以對現今處理難分解垃圾難題帶來新的解決契機。

「衣」起革命—涼感衣各項指標檢測與改良

本研究利用各項熱性質與舒適性來比較市售涼感衣的優劣,包括熱傳導、熱擴散、熱吸收、Qmax值、吸水性和彈性力,接著比較各纖維差異。比較完後本團隊開始思索如何使涼感衣更涼爽舒適。而市場上的複合功能衣物,如GORE-TEX®布料的透氣排汗與防水功能是利用多層布與薄膜的組合達到效果。受到啟發後開始進行涼感薄膜塗佈實驗,主要是添加涼感礦石粉體於DPU中,再塗佈於織物上。為多方比較,設計了塗佈不同厚度及添加不同比例涼感粉體的實驗組,每一組再進行熱性質和舒適性實驗。最後比較涼感效果、舒適性與經濟效益等各項實驗參數組合,結果顯示最佳條件為:塗佈厚度100μm涼感粉體15wt%。被覆涼爽織物未來可用於春夏季之外套、長褲、床罩、枕頭套、坐墊與躺椅等用途。

「匿」來順受?「情」何以堪—以情感需求探討青少年之匿名留言行為

本研究旨在探討青少年的情感需求、個人因素(性別、年齡等)和匿名留言動機之間的相關性,並比較不同留言動機是否影響自我揭露面向。研究者以臺灣本島12至18歲的青少年為研究對象,採便利抽樣方式發放紙本及網路問卷,有效樣本共580人。問卷資料以描述性統計、相關分析、單因子變異數分析和迴歸分析進行檢定,結果顯示:青少年的情感需求和匿名留言習慣與動機呈正相關。而青少年在個人抒發情感時,留言內容沒有特定正向或負向,且會增加留言數量與完整度。但青少年將留言動機建立於他人時,留言內容會偏負向,試圖以此獲得回應或影響他人對某人、事、物的看法。最後,本研究根據研究結果提出相關建議,供教育界、輔導單位和後續研究者參考。

奶泡阻尼效應之研究

本研究探討容器中液體的振盪,受到容器形狀、杯壁壁側奶泡厚度、奶泡厚度、奶泡成分及其物理性質的影響。首先自製振盪器及自動打奶泡機,並以壓克力製作四種杯形。實驗得知,杯壁筆直時水的撞擊波最大,最易濺出,而曲線杯型可有效防止液體晃動;左右杯壁奶泡厚度實驗得知,奶泡與杯壁產生阻尼,消耗液面波動能量,證實左右杯壁的奶泡是影響阻尼效應的重要因素,且奶泡厚度與其成正相關;奶泡成分方面,添加鮮奶油或果糖製成的奶泡其添加比例與黏滯性呈正相關,可增強阻尼效應。綜合以上,建議有效防止濺出的作法是使用上寬下窄的曲線杯形,奶泡厚度1.5 cm,添加鮮奶油或少量果糖即有明顯的阻尼效應。

全球平均海平面的年際變化(1993-2017)

本研究探討年際氣候震盪對全球平均海平面的影響,故將衛星測高儀數據剔除長期趨勢與季節波動後,與數個氣候指數進行互相關及同調性頻譜分析,其結果為:(i) 海平面與 ENSO 在半年到十年的尺度下,有高度相關,相關的原因可能與降雨區的變化有關。(ii) 與 PDO、AMO 的相關性集中在二年到十年,AMO 相關性最高是在其比海平面早發生 8 個月的時間。海水的熱含量變化可能是主因。(iii) 與 AO 有弱相關,相關性最高是在 AO 比海平面早發生 15 個月的時間,推估可能是衛星測量資料空間範圍沒涵蓋北極海造成。(vi) 與 AAO 似乎有弱相關,但是無法確定。最後本研究將上述五個指數以最小平方法擬合海平面年際變化,得到各指數的相對強度貢獻比例,有助於了解在未來全球暖化下的海平面變化。

驚爆「膠」點-虎紋三角渦蟲黏液功能分析

本研究進行虎紋三角渦蟲黏液功能分析。利用銀染染色SDS-PAGE,並以ImageJ分析,發現渦蟲捕食蚊幼蟲後黏液中總蛋白質量有增加。以酵素檢測盤測試渦蟲於捕食蚊幼蟲時會分泌不同於平時爬行時酵素Lipase、β-galactosidase及N-acetyl-β- glucosaminidase,幫助行體外化學消化。以PAS染色SDS- PAGE推測渦蟲黏液中醣蛋白分子量小於10 kDa。未來將持續進行渦蟲黏液分析,以Western blot找出渦蟲黏液中酵素分子量位置。未來也將進行渦蟲黏液應用價值評估,尋找出具有黏性的醣蛋白種類,並探討是否可製成防水黏著劑。

遠端監控橋樑振動量測系統研究

上下學坐車經過關渡橋時,有時會察覺橋樑發生較劇烈的晃動,因此讓我們開始對橋樑安全產生關心,也引起了我們的興趣並根據我們目前所學的知識與技能,去設計橋樑安全通報系統,來幫助人們預防災害的發生,與本土的交通建設之關懷。 本系統橋樑監控是以三個狀態:裂縫、下陷、傾斜,以直線拉桿感測器來量測裂縫及下陷狀態,加速規感測器量測橋樑來判斷橋樑是否受損。利用Arduino讀取所測量的值再透過RF模組傳送至電腦,將五個狀態傳輸到電腦上,讓使用者能夠透過VB查看五個狀態的資訊;即是結合遠端通訊與橋樑資訊監控系統。圖1為系統架構圖。

「咽」奄一「襲」──澎湖蚵蛭的捕食行為探討

澎湖牡蠣養殖受扁形動物蚵蛭危害嚴重,但缺乏相關攝食研究。本研究首次採集澎湖與金門蚵蛭,建立標本以利研究。經形態和性腺切片比對暫定為Stylochus(Imogine)orientalis splendida Bock,1913,建議發表為新種Stylochus splendida。後者為Stylochidea科的未描述新種(Stylochid sp.)。澎湖蚵蛭捕食過程分為攻擊期、捕食期和消化期。首次發現攻擊期的重要性,蚵蛭的咽在攻擊期斷裂形成無固定移動方向的離體咽,使牡蠣開閉殼頻率增加並死亡。離體咽會使文蛤外套膜萎縮,且與數量呈高度正相關(R2=0.96)。咽組織切片大量分支,有利伸出以斷裂,內含兩種不同形態分泌型細胞,推測有助於捕食。離體咽顯著影響文蛤死亡率(R2=17.37, P<0.01**),且與數量呈高度正相關(R2=0.90)。此種攝食模式的發現,可望對防治的研究提供幫助。

蔗渣纖維素水解葡萄糖之研究

本實驗以不同類型酸作為蔗渣纖維素水解的催化劑,以及在不同反應條件(如:試液濃度、細菌分解)下,探討蔗渣纖維素催化水解的成效。本研究利用催化劑加速蔗渣纖維素水解成葡萄糖後,一部分溶液加入定量的斐林試液,觀察Cu2O(s)沉澱量變化,另一部分利用自製的旋光儀測定醣類的旋光度。進一步,想要利用催化效果佳的催化劑,改變操作時間及濃度,找出一個最佳的反應條件。同時利用最佳操作條件,改變水解液與蔗渣原料之比值,使蔗渣纖維素轉化為再生性能源能有效被利用。