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高級中等學校組

大珠小珠落玉盤-探討月球隕石坑之成因

可利用Tracker軟體成功量化斜拋鋼珠之X軸及Y軸的分量速度。斜拋撞擊接觸面實驗:小粒徑材質,鋼珠越重則寬深比值越大且形似橢圓;中粒徑材質,鋼珠越大坑洞寬深比愈小,大粒徑材質,在120°角度時鋼珠越大則坑洞寬深比愈小。接觸面為小粒徑砂石加上麵粉其比例為2:1形成混合層鋼珠為16mm時,其拋體運動所形成的坑洞寬深比與隕石坑相似。自由落體實驗結果皆為鋼珠粒徑愈大其寬深比值越大,接觸面為小粒徑材質時寬深比大小差異不大,且相較於斜拋之寬深比小許多,較近似月球隕石坑之實際寬深比值;接觸面積為小粒徑加上麵粉則呈現出測量坑洞的深度趨於一致,且寬度則與重量大小正相關。

「紅」「輻」齊「天」- 紅外線溫度計測量雲底高度與其測量誤差變因之探討

本研究探討手持式紅外線溫度計做為低雲雲底實際高度測量的可能性,並探討其中可能影響紅外線溫度計測量之因素。我們發現:若直接以紅外線溫度計測得之雲底溫度換算高度,其與實際高度相差甚多。我們模擬測量雲底時的情形,探討比雲底高溫之空氣對於紅外線溫度計的影響。對大氣吸收與放射紅外線設計了兩種實驗加以了解。我們認為:當我們使用手持式紅外線溫度計測量雲底溫度時,雲底所發散的紅外線大部分被靠近雲底之大氣吸收,實際測量時雲底溫度高估之結果,應為紅外線溫度計視線範圍內靠近地表之大氣輻射紅外線總量綜合之結果,難以測量到雲底所發散的紅外線。

兩交圓內接三角形最大面積之探討

本文旨在探討兩圓重疊區域內之內接三角形的最大面積,我們從等半徑之兩圓到相異半徑之兩圓,從特殊化(兩圓互過另一圓之圓心)到一般化(不限定是否通過圓心)分別進行分析。隨著兩圓半徑、連心線長等變數的不同,我們觀察到內接最大面積三角形的形狀變化,及其面積的計算方式,最後我們推導出一般化的結果。

探討IOD現象對熱帶氣旋之影響

本研究意旨探討印度洋偶極震盪(IOD)與北印度洋熱帶氣旋之間的關係。因氣旋原始數據過於複雜,在簡化氣旋各項數據後與再與不同IOD年份做比對,找出IOD與氣旋間 的趨勢,並以T檢定驗證兩者間關係的信心度,增加研究可信度。 研究結果顯示發生印度洋偶極現象的年度,其年最大氣旋強度平均值與年總氣旋能量指數平均值,均顯著高於正常年。且東印度洋生成的氣旋傾向生命周期較短但強度較強,西印度洋生成的氣旋則傾向生命週期長而強度較弱。

非平衡系統之多體粒子集體行為相變研究:量子電腦統計在有序參量分析之應用

我們設計一AIoTs物聯網相變實驗系統,觀察與分析多體粒子的彈跳運動行為,並以二分法來觀察系統在不同驅動電壓下的粒子數失衡參數α與有序參量β;在改變頻率實驗中,觀察到低驅動電壓下的粒子集體行為(collecting behavior)、臨近相變臨界點之粒子漸近行為(Approaching behavior)、與遠離相變臨界點之粒子漲落行為(Fluctuation behavior)皆與頻率有關,且臨界電壓隨頻率增加,呈現指數遞減,約在6 Hz後即趨於常數3.6 eV,而高驅動電壓下之粒子漲落行為仍依然存在,而量子電腦計算結果說明,利用26-Qubits成功描述20個自旋粒子在控制旋轉閘(Controlled Rotate Y-gate)運算下的相變行為,並能完美擬合相變區間之漸進行為(Approaching behavior)。藉由本次科展所提出之實驗模型,可以在未來為凝體物理系統與相變實驗提供更豐富的研究課題與更廣闊的研究前景。

基於深度學習之服裝試衣系統

本研究以AI虛擬試衣系統(Virtual Try-on模型)為主題,透過深度學習技術,並結合幾何匹配模型,最後開發出試衣系統,將使用者上傳的照片,模擬成穿著新衣的模樣。 首先,將人物原始圖片取出骨架節點,並生成人體遮罩以及保留人物頭部。而後將三個輸出合成為高維特徵圖。接著將目標替換衣物生成出依照人體姿態扭曲後的衣物圖片。最後於Virtual Try-on模型中,將人體高維特徵圖與扭曲衣物共同輸入,並經過運算後合成出穿著目標衣物之人體圖像。本研究結果發現,人物站姿單純,且雙手緊貼身側,以及拍攝角度為正面、衣服款式為短袖、背景色彩對比度較高與衣服圖案單純的原始圖片得出的結果圖片與測試圖片相似度較高。

洞築先機-探討預先戳洞提升綠豆耐鹽能力

閩南語有句俗諺:「打斷手骨顛倒勇」,人能在受傷後成長,越挫越勇,那植物呢?本研究發現,綠豆葉片在預先接受戳洞的物理刺激後,對生長不僅不會造成負面影響,更反而能提升綠豆耐鹽能力!隨著戳洞數增加或是延長戳洞後放置時間,皆能增強綠豆的耐鹽能力。深入研究結果顯示,戳洞刺激可能藉由鈣離子作為訊號傳遞分子,最終提升綠豆體內抗氧化酵素活性,藉此降低植物在逆境下的氧化傷害,提升其耐鹽能力。未來期望能將研究成果推廣至農業應用上,使其在面對天災人禍時,可以減少農損。

老師,我又沒有出口成「髒」! —國、高中校園的哪些話語是髒話?該禁不該禁?

因為曾被指正屁是髒話,所以GOOGLE問卷調查133人,不同年齡層、性別對髒話使用頻率、原因及認知,並同時留存儀器Arduino量測視覺後行為反應時間。共得399個數值時間,以軟體EXCEL及Past 3.14 software製圖、數據分析。受測者罵髒話的頻率最高的是偶爾(每天1-10次),而認為「幹」和「幹你娘」是髒話的人數百分比占最高,絕大多數的受測者都是由同學身上聽過髒話,大家都很清楚知道罵髒話不能解決問題。罵髒話次數非常多的人,其視覺後的神經反應時間最快僅0.35秒,經Dunn's post hoc分析與其他族群者有顯著差異。本研究的結果,認為在國、高中校園這樣需要他律的年齡層要持續禁止講髒話,但某些字詞不能算是髒話,講髒話的學生也不代表學習狀況不好。

光下弄冰─利用廢棄壓縮機自製「光」驅動「冰」儲能系統

在全球氣候變遷及經過日本311海嘯對核能電廠破壞所造成的核污染,我國立志推動無核家園及綠色能源,而儲能的方法也將成為研究的方向。本研究利用太陽能光電板透過冰電池系統將電力儲到蓄電池以外,也透過相變儲能的方式將水結成冰,在實驗中測試了4種不同的冰電池管道,結果發現增加銅管對水的接觸面積,一來可快速使冰電池內的水快速結成冰,二來可不必將滷水溫度打到太低的溫度,以減少壓縮機耗能。 我們直接把太陽能光電板所產生的電力,可將水儲存為冰的型態,將冰電池融冰後的冰滷水送至風機是可以維持出風溫度為12℃左右,可有效提供負載空間做空調使用。這個系統所消耗的電是由太陽能板所產生的電能,創造不同以往的太陽能儲能模式。

動物之家的經營狀況與附近居民觀感之比較分析-以北北基為例

近年來,國人動物保護意識抬頭,動物收容所漸受重視。我們以ArcGIS分析北北基的公立動物收容所附近的地形與土地利用現況;以數據分析了解北北基動物收容所內流浪動物數量變化;再利用問卷調查區域內公立動物收容所的經營現況為佐證,並訪問里長、里民對動物收容所設立的觀感與對流浪動物的態度,共回收183份問卷;接著利用SPSS 26統計軟體分析里民基本資料變項與流浪狗問題之間的關係。研究結果顯示,動物之家多設立在地形平坦,且皆遠離住宅區及商業區。隨著醫療衛生的改善及零安樂死政策實施,收容所的動物安樂死率降為零;研究區域內里民皆有向里長反應過流浪動物太吵的問題,但大部分民眾不會棄養貓狗並認為訂定動物保護法解決流浪犬問題極為重要。