高級中等學校組

我們透過研究光粒子對光線造成的散射影響下，分析散射光線對應的相關色溫值的變化幅度，去反推那團細懸浮微粒的濃度。若能建立出細懸浮粒子濃度對相關色溫變化值的數據分析的關聯，我們將可以用這套系統應用在各種需要測量空氣品質的情況。 本研究中，我們使用光譜儀所測得光線被散射前後相關色溫的變化，在實驗中藉由自然現象及製造不同波長的光源探討瑞利散射的性質，接著在實驗三中改變煙塵的濃度，與測得的相關色溫變化值比較，得到兩者呈現正相關，也就是說，當一個環境中細懸浮微粒越多，相關色溫的變化量就越大，最後，在實驗四中，我們延續實驗二的方法把散射源改成小水滴，觀察測得的數據得知相關色溫的變化量有一個可能的飽和點。

2010年甲仙地震與2016年美濃地震的斷層接近東西走向，我們發現：兩地震的震央位置、震源機制、規模等特性都非常接近。我們推測造成甲仙與美濃地震斷層形成原因可能相同。利用黏土模型與地震活動資料的分析，我們可以說明由於覆瓦狀構造的老斷層覆蓋在較新斷層的上方，使地震越往西部越深。臺灣西南部是受擠壓形成的逃脫構造，對照黏土模型的結果，因黏土受擠出作用，出現共軛的平移斷層組，在持續推擠下會形成再發育的逆斷層，且產生新的共軛平移斷層組，並都被覆蓋在較早的逆斷層之下，說明甲仙與美濃地震的斷層發育機制是擠出作用造成斷層呈現東西走向；前者深度較深是覆瓦狀逆斷層下方新發育的左移逆斷層，後者是時間序列中較早發生的左移逆斷層。

高空中的雲總是型態各異，千變萬化的，但水氣在高空的成長、變化實在是難以直接觀測，而大氣觀測方法不外乎是探空氣球、氣象衛星、雷達等，但就我們學生來說，要使用這些設備並不是如此的可行。 所以我們嘗試在高中實驗室所允許的條件下進行實驗，也就是模擬出高空雲滴成長的變化，藉由閱讀文獻、實驗模擬、電腦分析等方式，來了解暖雲雲滴在高空中凝結成長的行為，把藏於高空中不易觀察的現象在實驗室中呈現出來，實驗結果顯示，凝結核的存在對水滴的形成是非常重要的；凝結水滴經由合併成長使粒徑增大，且粒徑頻譜分布隨時間會呈現M型化的特徵。

本研究利用車流量顯示器、車輛檢知器、車輛進入道路檢知器、車輛離開道路檢知器及路燈控制模組，製作完成一套『節能路燈行車安全系統』，本系統之主要硬體裝置，採用ATMEL電子公司，所產生之單晶片微控制器(ATMEL AT89S52)作為中央處理模組，其設計方式及硬體架構，將於文中詳加說明，該系統之主要軟體採用組合語言撰寫的，其設計方式及軟體流程，亦將於文中詳述，利用車輛檢知器、進入道路檢知器、離開道路檢知器、計數器、車流量顯示器及路燈控制模組，以達到節約能源自動路燈控制最佳化。

體為生物生存的基本單位，而在群體的層次上，往往會導致個體在面對相同刺激時，產生更複雜的行為。在演化上，扁形動物門是首先發展出中樞神經系統（central nervous system）的類群，其中的渦蟲具有明顯的群體活動特性。然而，群體究竟影響了渦蟲的哪些行為？又代表什麼生存意義？我們發現在均勻光線刺激下，渦蟲不論個體或群體，皆會出現沿壁繞行、繞圈或繞8字形的游泳方式，可能為探勘環境的行為模式；我們也發現在食物刺激時，渦蟲可能出現群體分工；在不同能量的色光刺激時，渦蟲的游泳路徑、游泳速率、游泳週期和遠離程度皆呈現不同程度的改變。

本研究將校園中丟棄的短粉筆及粉筆灰回收再利用，以調配出具環保理念的萬用黏土。實驗將粉筆灰與聚異丁烯以不同的混合比例，可製備出具多樣性黏度與固化的萬用黏土，結果發現粉筆灰與聚異丁烯為1：3的混合比例下，有最佳黏度與固化的特性，並進一步探討粉筆灰的去色、粉筆灰的顆粒大小、黏土的染色以及環境濕度對黏性的影響，最後將環保萬用黏土與市售萬用黏土進行黏性比較。結果顯示粒徑大小40 mesh 以上的粉筆灰，在不添加染料和環境濕度60%以上時，具有最佳表現，故經本研究開發環保萬用黏土，具備良好性能表現，並具有資源再利用及環境保護生活化的概念。

我們主要研究眼斑海兔，以建構出一套完整的海兔防禦系統。實驗方向大致上有三： （一）基本防禦機制：藉由刺激牠的各個部位來觀察牠們不同的因應方式。最後我們發現，當我們刺激牠的頭部或尾部，牠會將頭尾縮進外套膜中形成球狀。而當我們刺激其背部，牠會進行縮腮反射，若繼續刺激，牠會噴出紫紅色液體禦敵。 （二）海兔防禦的記憶行為：我們定時刺激海兔的頭部，紀錄海兔將頭完整縮進外套膜內所需的時間。最後發現，隨著刺激的次數增加，海兔將頭縮進外套膜內的時間拉長甚至不再反應，顯示海兔的防禦亦具有記憶效應。 （三）墨腺與蛋白腺的作用：我們將海兔的混合液體滴入美國螯蝦身旁的水中，並觀察牠的活動狀態與食慾狀況。

近年來霾害對台灣影響嚴重，南臺灣又因各種因素而使霧霾擴散不易，影響我們的吸呼品質，因此決定了解空汙粒子的特性，以及口罩對其的防範效果。本研究中，我們利用紅外線反射偵測的空汙感測器和電阻式溫溼度感測器來探討空汙粒子的擴散運動。透過布朗運動的原理了解空汙粒子的傳播情況，並加入濕度參數來做討論，其研究結果發現若空汙粒子濃度越高，其單位空間的擴散速率越快，而所需的平衡時間越長。從實驗中，我們也證明布朗運動中的擴散係數D值不隨著初始濃度和濕度而改變，可視為一個定值。最後我們測試了不同口罩對空汙粒子的阻隔性，發現對空汙粒子的防禦力為：活性碳口罩=外科口罩=口罩中層>>布口罩>口罩內層=活性碳碳層>口罩外層。

本研究結合薑黃素與幾丁聚醣，消除水中有機色素與重金屬離子、淨化水質。利用薑黃素光降解、可螯合重金屬離子之特性，並解決薑黃素金屬錯離子在水中無法分離之困擾，結合幾丁聚醣作為環保載體，探討各條件下薑黃幾丁聚醣膜降解有機色素及吸附重金屬離子之效果，使用薑黃泡綿針筒抽濾法，更是直接提高吸附速率與效率。有機染料Black B、Cu2+、Cr6+(Cr2O72-)消除率分別為 99.52%、94.47%、99.17%。 進一步運用分光光度儀檢測原理，以便宜的光電二極體裝置，結合全天然、無毒、生物可分解的薑黃幾丁聚醣泡綿，研發出『高效率、低成本、即時檢測』的一套自製有機物降解暨重金屬離子吸附之自動循環系統，只需循環20分鐘，有機染料Black B、Cu2+、Cr6+(Cr2O72-)消除率分別高達99.41%、94.38%、99.03%，效果極佳。

此次科展製作，我們團隊使用了機器學習的方式進行肺炎診斷，共分成了兩個階段，首先將肺部X光的圖片預處理，接著再將預處理後的X光圖輸入神經網路，以得到是否罹患肺炎的判斷結果。此方法可使誤判率大量減少，也讓醫師的判斷時間大幅減少，平均醫師判定一張X光平均需要5分鐘，而機器僅需數秒即可完成，使醫療效率增加。