高級中等學校組

本實驗主要探討科學教育月刊第246期中雷射光對細線繞射的現象，論文中分析了造成細線繞射時中央亮帶旁暗線的成因，但在實驗的部分著墨較少。因此本科展主要進行細線繞射的實驗，並利用C++程式語言進行理論模擬，最後進行理論模擬與實驗的比較，研究不同雷射光到細線的距離下，不同細線到屏幕的距離對繞射圖形的變化，解釋細線繞射中，中央亮帶及第一亮帶內細小暗紋的成因，並提出相關解釋說明。經實驗發現，造成此小暗紋的原因是細線旁兩個光源的干涉，而此干涉類似於雙狹縫干涉，但仍與雙狹縫干涉有差異。

聲壓懸浮(Acoustic levitation)是利用聲波產生的壓力，使物體懸浮在空中，而物體是否能飄浮在空中受到物體質量、物體密度、聲波波長、聲場強度等影響，本實驗利用實際實驗、Python程式模擬、等效位能理論推導，以冀求出物體成功懸浮在空中的準確條件。

現今東南亞地區機車是不可缺少的交通工具之一，可是交通事故卻層出不窮，且發生事故的時間點大約在傍晚或視線昏暗的時段較為頻繁，其中以機車類型的交通事故居多，所以本次專題主要針對機車在道路上視線照明欠缺問題，並設計一款能提供給駕駛者更便利的照明安全系統，同時又能加裝於現今舊有車輛上，其功能為當啟動機車時，頭燈能自動開啟日行燈或大燈，依照不同天色頭燈能自動感測開啟，同時頭燈能自動感測對向來車時能切換大燈投射角度，也能輔助機車駕駛當過彎道時頭燈能自動修正頭燈照射角度。 本次專題為能了提升機車行車安全的操作性能，讓頭燈照射系統由系統全自動感測判斷，也能對應未來電動機車的節能系統帶來一小步的邁進。

本研究將洗淨後的廢棄稻殼，以溫度600℃、時間4小時，鍛燒成SiO2，固定SiO2 1g並加入AgNO3，以Ag作為電子載體，製備Ag/SiO2奈米光觸媒。將定量觸媒加入已通1 小時CO2的NaOH(aq)中，以紫外光照射進行半導體光催化反應。以AgNO3的重量百分濃度為變因，發現重量百分濃度10wt%之光觸媒將CO2轉化為CH3OH及C2H5OH的效果比其他比例之觸媒的效果佳，故對其進行研究與改良。因此，將已合成之10wt%光觸媒分別以時間與溫度為變因，鍛燒為Ag/Ag2O/SiO2奈米光觸媒，分析討論其產生CH3OH和C2H5OH的效果，並與未鍛燒的觸媒進行比較。

本文從一個現象開始:一群陌生人在坐一排座位時常不與他人鄰座，對此現象建立了一對數學模型探討。我們主要研究一維的情況下，能坐下的人數、以及若第一個人策略性的選擇，其至多能坐下的人數及策略、和隨著椅子數的增加至多能坐下的人數之變化。進一步地，我們將其中一個模型推廣到二維的情況，推導出在正方形的格子點中能坐下的人數。過程中我們先做一些預處理得到遞迴函式，然而常會遇到帶有高斯符號或是分段的遞迴函式，因此我們主要採取的手法是先猜出遞迴式的通式再歸納，或是利用調整法。最後雖然礙於二維以上的一般情況會因沒有規律而導不出完整的結論，但本文中我們做出了一些部分結果，未來也會試圖往更廣的情況突破。

本科展以傳統電梯為基礎，提出一套智慧節能水電梯系統，此系統分為三大部份，為智慧節能、智慧感測、智慧監控。此電梯智慧節能功能，是將電梯原固定配重之配重箱，改良為可調節重量之配重箱，當載重箱發生變化(人數變化)，此時系統會依據目前電梯配重箱現況，利用配重水調整配重箱重量，達到載重箱與配重箱的平衡，即可達到電梯運行功率消耗最小化的節能目的，另外在智慧感測方面也增設火災感測器、煙霧感測器、地震感測器、過載保護裝置來使電梯防止天災和人員疏失。智慧監控的部分，由PLC結合人機畫面和遠端監控系統與智慧電表，此功能可以讓電梯的整體資訊讓維修人員更方便了解電梯的狀況，與蒐集電梯的相關資訊，達到整個系統整合的目的。

本實驗以畜牧業廢物牛糞做為吸附重金屬之材料，並以常見之重金屬銅作為吸附對象。在研究中顯示以氫氧化鈉為處理液純化牛糞纖維效果佳，且能有效提升牛糞吸附重金屬效果，在研究中發現每克經過鹼處理之牛糞對銅離子之吸附量高達1805.3毫克，並能夠將1000ppm 50mL之銅離子溶液中的銅離子幾近完全吸附，吸附率高達99％。此研究結果除大幅減少過去處理牛糞的耗時，並有效提升其吸附效果，使其更具移除重金屬之價值，且能有效減少重金屬汙染及畜牧業廢物汙染的情形。

本研究以吸管製作Fano型多管陣列結構裝置並放置於壓克力管中進行研究，利用藍芽喇叭連接手機播放聲頻穿透設計之fano吸管陣列結構，其結構分為幾種，其一為多管陣列平行壓克力管(空氣流道結構)，其二為交錯排列陣列之共振結構，量測兩結構間所造成聲波的干涉造成之吸音特性，設計Fano型之多管陣列結構，實驗以收音麥克風連接手機軟體進行聲頻量測，再將實驗數據匯出進行圖表製作與計算分析，實驗結果得出組合式最佳fano聲頻結構可使700Hz~1800Hz之聲頻穿透率下降至原來的8%~12%，於1400Hz時可消除至1%以下，並能達到高透氣率，為具有高透氣、高吸音頻寬及低成本之新型超穎聲學材料。

本研究是分別以傳統的比色法及以手機應用程式，互相比較其差異，並以分光光度計檢測RGB，來檢視兩者當中是否有一定的關聯。研究中我們有分別嘗試不同的方法以改良實驗，使實驗否更加環保或是讓實驗數值更穩定等，並繪製出檢量線使實驗更加精準。藉此探究各種方法當中，何種方法能使比色法這個更加簡單上手，以其能否對環境更加友善。

本研究主要在於設計、改良攜帶式直流電風扇，讓原本的風扇更省電與延長充電電池使用時間達成環保的目的。 利用脈衝式的脈波電壓輸出，在最小的轉速衰減情況下，達成單位時間耗電量減少並延長電池的電量與使用時間。 此外，我們也運用了指尖陀螺的裝置概念來延長風扇在無源情況下的轉動時間，配合改變脈衝式電路的驅動時間，達成延長電池使用時間的效果。 本研究計畫具有下列幾項特色： 1. 使用脈衝式電路輸出讓電池延長使用時間。 2. 增加電池充電的循環週期。 3. 以指尖陀螺的原理來延長轉動時間。