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高級中等學校組

運用雷達回波研究柯羅莎颱風眼牆結構

本研究運用大氣水文資料庫的五分山雷達資料,經軟體程式碼編寫讀檔分析出2007年10月柯羅莎颱風侵台期間的雷達回波,發現如下: 一、此颱風結構非對稱且有類雙眼牆的結構,在靠近台灣時受地形影響有內外眼牆再度整合的現象。 二、眼牆大小在高低層不一致,並有週期性的震盪變化。 三、在颱風眼內下沉氣流範圍仍發展出對流胞的特殊性。 四、可藉由雷達回波應用在眼牆附近區域即時強降雨災害的預報。

系外行星凌星光譜的模擬與探究

凌星法是目前尋找系外行星的利器,而光譜的分析則可進一步提供更細微的探究。我們嘗試以燈泡及固定軌道的凌星實驗模組來模擬系外行星的空間狀態,再藉由光譜儀接收模擬的凌星光譜資料。從行星大小及凌星視軌道傾斜b值的探討,我們了解到行星遮掩恆星的面積大小及遮掩區域,都會影響凌星亮度曲線的形狀及凌星深度,其中最大影響因素就是恆星臨邊昏暗效應的作用。不同波段凌星光譜的訊息,提供我們對模組光源更細膩的探究,也看到了凌星亮度曲線的差異,同時,藉由行星不同凌星位置或不同大小遮掩面積的凌星光譜資料,我們成功地建構出恆星圓盤的亮度變化結構,應證臨邊效應的特性與影響,期待未來能更精確地應用於恆星圓盤層圈亮度結構的研究。

智慧拐杖

台灣已經邁入高齡社會,隨著年齡的增長,身體的抵抗力逐漸下降,各種疾病會找上門來,跌倒是老人死亡的高風險因子,適當的輔具使用 ( 拐杖、助行器甚至輪椅 )與居家安全與無障礙空間( 如防滑地板與走廊扶手 ) 的規劃可以減少跌倒之風險,所以我們使用微控制器來製作超音波感測,光敏照明,心跳監測以及GPS定位系統,把這些輔助的功能合併在我們的智慧拐杖上,那就不僅讓拐杖只有支撐攙扶的作用了,讓老人家外出時,碰到障礙物能夠進行閃避,晚上光線不佳枴杖有照明的作用,也能夠隨時監控老人家的心跳頻率,並且讓家人能夠在網路上隨時看到老人目前的心跳狀況,若是發生意外,那就可以用GPS定位系統即時找出老人家目前的位置了。

社工執行兒童及少年福利與權益保障法之實務困境—以花蓮某社福機構家庭處遇計畫為例

有鑑於國內兒少虐待問題日益嚴重,筆者以《兒童及少年福利與權益法》為核心,分析家庭處遇相關法規,並以半結構式訪談法了解社工執行家庭處遇計畫的實務困境。在研究過程中,筆者發現在面對兒童、少年、家長、社會制度與行政、其他專業網絡單位、司法時,社工均面臨一定程度的困境。希望透過此研究,能讓更多人看見兒少保社工在陪伴受虐兒回家這條路上的困難和無奈,進而分享溫暖與關懷。

當機立「斷」—— 浮萍自裂脫險的機制與生態意義

浮萍在逆境下葉狀體會有分離的現象,本研究證實:浮萍透過葉狀體分離,增加逃離逆境的機率,提升族群生存率。此分離機制受到過氧化物質(H2O2)的調控,逆境下,浮萍母葉節處(node)的H2O2含量上升並誘導細胞死亡,進而造成連接構造斷裂,另能透過乙烯途徑活化纖維素分解酶使葉狀體分離。我們也發現青萍及紫萍具不同生存策略:青萍對H2O2的高敏感度使其能在逆境下快速分離,進而降低其葉狀體間的內聚力,更容易藉由風吹或水流加速逃離逆境;紫萍則對H2O2較不敏感且內聚力大,以較大的單一個體及對逆境的高耐受性來渡過危機。蛋白質含量極高的浮萍是蛋白質補給品的好原料,期待分離機制的深入研究能應用在浮萍種植上,使其快速分離提升產量,應對將到來的糧食危機。

風度「偏偏」-分析颱風風場的不對稱性及實驗模擬

為分析侵台颱風風場的不對稱性,本研究分析測站的實際風速資料,並設計氣流場實驗模擬。我們發現,未受地形破壞前,西行颱風半徑普遍是西>東,北>南,可能受高壓位置、東北信風造成;北行颱風大氣環境複雜,6號路徑颱風大多南>北,可能是颱風引進西南風造成,部分颱風與東北風共伴使北側大;7號路徑為西北側大;8~9號路徑為東北側大。地形阻擋也會使風場結構產生變化,背風側產生尾流區,在氣流輻合處形成噴流區等。本研究也以氣流場模擬颱風不對稱性並測量風速,我們發現改變吸力強度、裝置深度可模擬不同範圍的颱風,改變引流孔開關可使風場不對稱,放置障礙物及台灣模型可於背風側形成尾流、副低壓區等,模擬結果均以等風速圖呈現。

微量過氧化氫之檢測

本研究目的在找出檢測過氧化氫含量的新方法,並以此檢測待測物所含的過氧化氫含量。我們首先找出能與雙氧水呈現明顯反應的物質──紫質,以UV-vis分光光度計檢測不同紫質加入定當量數之過氧化氫後的吸光度變化,結果顯示CoOMTPP之靈敏度最佳,且呈現線性變化,可用於定量極微量的過氧化氫。 而另一紫質CoOETPP被氧化後會產生明顯的顏色變化,故可嘗試用來定性分析過氧化氫溶液。我們將CoOETPP製成試紙,觀察其吸附效果及滴加過氧化氫後的顏色變化情形。結果顯示,此試紙可檢測濃度3.54ppm以上的過氧化氫溶液,優於市售碘化鉀澱粉試紙之檢測極限25ppm。

稻矽雙贏

隨著紡織、時尚業的發展,與人類對色彩的追求,染色過程產生大量廢水,於是「染料汙染」成了環境災難,已是不容忽視的議題。本研究著重於如何以低成本的農作廢棄物--稻殼,製作成可以吸附染料並可回收再利用的材料,以達到回收利用、改善水資源的目的。本研究以稻殼高溫鍛燒後的產物--二氧化矽進行探討,控制變因為有無水熱、水熱環境pH值、酸種類、水熱時間及鍛燒時間。研究結果顯示,(1)實驗所需的二氧化矽可由價廉的稻殼燒製而成。(2)以玫瑰紅為模擬汙染源,經過控制各種變因的研究,最終製作出的鐵鎳複合材料幾乎可以完全吸附染料,且因有磁性,易於回收再利用。因此,實驗結果顯示以鐵鎳複合材料處理染料廢水,為一經濟有效的方法。

±10℃的秘密

廢棄乾電池之碳棒可為惰性電極之材料,鋅殼材質可當作一般鋅片使用,電解質經純化過程所得之錳氧化物,與一般實驗室之二氧化錳對雙氧水之分解催化能力相當。以電子天平連接電腦紀錄重量隨時間之損失量可用來定量一些化學反應之反應速率。反應溫度每升高10℃,則反應速率增加2倍之說法有活化能大小及溫度適用之限制,利用阿瑞尼士方程式可計算出MnO2催化H2O2之活化能值約75 KJ/mole,鋅片加鹽酸活化能為60KJ/mole,大理石加鹽酸之反應活化能值41 KJ/mole。碘鐘反應微量化實驗有其實際執行上之困難,而以改良型光敏電阻實驗可得到此反應速率定律式為r=k [IO3-][HSO3-][H+],且該反應之活化能為34.7 KJ/mol,而在溫度20.4℃升高至29.4℃時,理論與實驗皆證實其反應速率增加為1.5倍。

坑坑洞洞的秘密-探討隕石坑型態及形成原因

本研究的主要目的是探討隕石在不同撞擊條件及不同落下地質環境對撞擊坑大小的影響。分成實驗與電腦模擬兩部分:實驗使用自製模擬實驗設備上,使用體積、質量不同的鋼球作為撞擊物,被撞擊物經多次實驗後,採用麵粉上面鋪上粉筆、鹽或細沙;而模擬利用Impact Earth模擬器來模擬隕石進入地球時所產生的隕石坑。利用實驗結果推測月球隕石坑的撞擊角度和產生隕石坑所需的能量,進而推測外星天體上造成隕石坑的隕石大小和撞擊角度。研究結果發現,撞擊物動能愈大的隕石,坑洞大小、震波大小、散射的角度與散射的距離也呈正相關,而被撞物表面材質越軟、厚度越厚,相關坑洞數值也越大,但是,模擬中卻顯示,和地面的夾角愈接近90度的隕石所造成的隕石坑愈大。