高級中等學校組

本研究主要探討宜蘭地區的各種空氣汙染物與濃度變化，利用宜蘭市測站與冬山鄉測站的觀測資料以繪製成圖表，並以現有的地科知識背景討論出各項污染物形成原因與機制。為求更精確的了解各時間尺度下的濃度變化，我們將觀測資料經數學方法處理後，製成逐時、逐月與逐年的濃度變化圖。另外我們以PM2.5為主要探討對象，了解大氣的條件與變化對污染濃度產生的影響。

本研究的紙電池由鋅銅紙電池著手，藉由探討鋅銅紙電池反應環境，我們彙整所有適合放電的條件，得到一個優化鋅銅紙電池。之後為了減少重金屬的使用與延緩水分流失，我們將電解液改為氫氧化鈉凝膠，並在陰極電解液中加入過氧化氫緩解極化現象，得到一個較環保且能長時間使用的鋅紙電池。然而鋅紙電池的電壓值較低，我們將陽極改為鋁片提升電位，製得一次性鋁紙電池，並藉由密封測試探討一次鋁紙電池真正的反應機制。最後我們將電解液改為離子液體，試著將一次鋁紙電池改良成二次鋁紙電池，並探討不同反應環境來提升電壓，得到一個較佳的二次鋁紙電池，但最終測量充電之電能轉換效率發現效果不佳，故在二次鋁紙電池上仍有待繼續研究，以提升其效能。

光線在我們生活中是不可或缺的，導光管能將在屋外的自然光導入屋內節省能源，而本研究將普遍固定不動的導光管結合本研究的追光系統改善固定角度的問題，讓導光管能垂直的朝向太陽，即可增加屋內的光線，本研究的追光系統運用三點接面的原理使用三個支架，透過推桿改變支架的高低形成不同角度的斜面來達成追光。

本研究係用「數列命名的方法」作為骨幹，解決或簡化多方塊(polyominoes,也稱作 連方圖形)的相關問題。「數列命名的方法」 係指將多方塊的邊長連續寫成數列。為解決使用「數列命名的方法」遇到的問題，目前建立了一套系統、技巧，可將Polygon，旋轉、鏡射、合併等等，在此專門用以處理多方塊相關問題。 研究發現此方法可以解一些多方塊的問題，例如多方塊的種類、任意的多個相同的多方塊是否可以填滿(嵌滿)矩形(平面)。對於計算多方塊數量問題，可分為兩部分探討，一是多方塊的形的個數，二是單一多方塊的形其中含有多少多方塊，本研究主要探討此二部分的特性，並簡化運算結構和找出個數範圍。

本研究以碘液為中心，探討在各種變因中碘液顏色的變化。討論的變因有打入氣體、提高溫度、加入不同的電解質及照射紫外線，就上述各種變因設計多項實驗，實驗中我們以分光光度計測量碘液吸收值，進而討論碘液在不同環境下吸收值的變化與反應級數，並探討碘液完全褪色後可能的產物。

全球暖化造成氣溫逐年升高，又造成熱島效應使內外溫度差不多，夏天時熱到受不了，冬天又不像冬天，長時間都需要開冷氣，這樣一來治根不治本，反而造成了更嚴重的地球暖化，再來就是牆壁使用年限快到期就會開始剝落，這些外牆不但不美觀，掉落的碎屑還有可能造成砸傷的意外，所以，我們決定拿這些要丟棄的棉花，二度利用，達到循環經濟成效，探討其隔熱及黏著力效果。

本篇作品旨在探討一個正三角形公園，內有一個邊長為公園邊長1/3的小正三角形綠地，公園和綠地兩者方向相同，而且中心重合。一位民眾從公園邊上的某一點出發，每次都朝著 綠地的頂點跑「切線」，跑到公園的另一邊上某一點。然後再從這個點出發，反覆一直跑下去。觀察這樣的規則模式，最後會有什麼結果？其次，如果公園和綠地都是一般的三角形，其結果與正三角形的情況是否相同？最後，再將公園和綠地的形狀推廣為正n邊形，其結果又會是如何？

本研究主要了解(1)五種蚜蟲寄生蜂對蚜蟲的偏好(2)寄生蜂之間的競爭關係(3)寄生蜂與蚜蟲族群的動態。不同種類的寄生蜂對蚜蟲種類有不同的偏好，細長脛蚜繭蜂偏好棉蚜和稻麥蚜。岐阜蚜繭蜂偏好馬鈴薯蚜及偽菜蚜。廣三叉蚜繭蜂偏好棉蚜。異足蚜小蜂無明顯偏好。柯曼尼蚜繭蜂偏好棉蚜。同種蚜蟲中，寄生蜂偏好高齡期個體。不同種類寄生蜂演化出不同層次的競爭力以共存於自然界中，成蟲或幼蟲都可能出現競爭現象。競爭的結果使寄生蜂傾向利用不同寄主，亦演化出不同的寄主專一性。最後以Nicholson-Bailey模型為基準模擬寄生蜂與蚜蟲的數量關係。透過模擬結果能精確估計寄生蜂數量以達到最佳防治效率。寄生蜂數量充足時，可將寄生蜂分批施放以加速防治蚜蟲。

愛文芒果是台灣重要經濟果樹，其對炭疽病卻甚為感病，是芒果產銷上一大問題。病原菌在生長及感染時受外在環境影響，因此本研究希望藉由分析芒果炭疽病菌野生型菌株與光敏素突變菌株之發展、耐乾燥能力及致病能力等試驗去探討芒果炭疽病菌對光之感應及反應。本研究發現黑暗培養可抑制炭疽病菌產孢，但同時可促進發病、生長及孢子發芽，黑暗培養所獲得孢子對乾燥逆境有較好耐受性；藍光會抑制所有菌株生長及產孢，光敏素的缺失影響四種光源下孢子發芽及遠紅光下產孢。分析光敏素基因的表現量，發現於黑暗下表現量最低而遠紅外可誘導基因表現。本研究為芒果炭疽病菌對光感應及反應之首次研究報告，期望本研究成果可提供於芒果採收後儲藏之病害管理。

再生能源、仿生學是近年來主要的發展目標。為了研究高效率的發電裝置，我們希望能結合適應潮汐水流的常見鳳螺螺殼構型，設計適合水圳發電的水輪裝置。首先分析螺殼外型的結構參數，提供3D列印印製渦輪機模型。再將模型置入不同直徑的集風管中，探討不同風速、流通比及渦輪機，對渦輪機發電效率的影響。研究結果在小流通比、強風速時，會得到較大的轉速；長螺形渦輪機(渦輪機3)的轉換效率比短螺形渦輪機(渦輪機1)高。另外，在不同管徑的集風管中，適當的旁通比以及等比例長螺水輪設計，才能提供較高轉換效率。本研究希望提供最佳的水輪螺紋變化的配置參數，提供應用於水圳的小型水力發電機組。