高級中等學校組

本科研主要運用達靈頓電晶體將微訊號放大，以感應特斯拉線圈產生的高頻訊號，再將感應到的訊號輸出給科技寶輪型機器人，接著依撰寫於機器人之操控程式進行訊號強弱的判斷，進而得知特斯拉線圈所在的距離和方向，最終得以控制機器人在不同模式下有自動轉向特斯拉線圈所在的位置，或跟隨其前進的動作。

本研究先合成出奈米金溶液，改變不同碳數(3，11，12)的硫醇與奈米金結合，再利用羧酸根抓取水中的無機汞。觀察其溶液顏色的改變，自製Arduino快篩器，預警偵測放流水中汞離子濃度。 本研究發現奈米金溶液接上3-硫醇丙酸（MPA），配製標準汞離子溶液0、2、4、6、8 ppm，並加入對Hg2+有較強作用力的2 6-吡啶二甲酸(PDCA)試劑，用以提升快篩器的靈敏度。將分光光度計測量吸收度與濃度檢量線關係(R^2=0.99)，與自製快篩器(R2=0.96±0.01)比較，具有一定的可信度，並實際應用於放流水的快速檢驗。本研究的汞離子檢測方式，具有特殊選擇性，結合IoT的快篩器，可迅速得知自然水體中Hg2+濃度，大幅降低傳統檢測的成本。

本研究在探討球體入水瞬間的受力變化，我們將不同大小的金屬球，在不同高度下，利用高速攝影機拍下入水過程，利用tracker分析其入水瞬間的v-t圖，並計算撞水瞬間，水對球體的平均力。令人驚奇的是，我們在實驗中發現物體入水的過程並非一昧地減速，而是經歷了略微加速、減速、再加速、再減速到終端速率的過程。其中，再加速這個過程是球體入水過半，水回淹球體造成一股向下的推力。相同高度釋放，大小不同球體，減速和再加速過程中受水作用力的大小與球體大小呈正相關；相同大小球體，不同高度釋放，減速和再加速過程中受水作用力的大小與高度呈正相關。球體在入水過程中，不論是減速或再加速階段，球體所受水的作用力是其本身重量的好幾倍。

本實驗探討以椪柑果汁及果皮為主軸，分別於咖啡和牛奶中加入果汁和果皮萃取液，分別以不同的實驗方法測得維他命C含量的變化，以椪柑果汁的維他命C含量皆為最高；再者蛋白質水解酵素實驗中，發現牛奶中加入果汁和果皮萃取液時會使得牛奶的酪胺酸含量下降。當牛奶中加入果汁或果皮萃取液(2：1)時，對捕捉能力是最高的，而牛奶中加入果汁(4：1)時，對總酚含量是最高的。測量不同時間的pH值的變化時，發現在第0小時的pH值稍偏酸，但24～72小時後，漸趨穩定。吐司生菌實驗中發現牛奶或咖啡中分別加入果皮萃取液或果汁反而會增加霉菌的生長，因此能在牛奶或咖啡中加入果汁或果皮萃取液成為新的飲品。

全球性塑膠汙染議題，是現今各國所需面對的首衝問題，這些塑膠微粒除了會對海洋生物造成傷害外，透過許多文獻指出，這也會對環境造成破壞，亦能運用顆粒小的特性，被人體吸收，進入到血液循環系統。因此本研究旨在尋找能夠替代塑膠微粒，且又能自然分解的廢棄物，實驗中選用了花生殼以及蛋殼，其中，花生殼洗面乳達成與含塑膠微粒洗面乳相同效果，能夠完全取代含塑膠微粒的洗面乳；蛋殼洗面乳效果最佳，不過在於人體皮膚上清潔時，卻會有不適感。藉由研究問卷分析，發現大眾對於塑膠微粒具有一定程度的了解，接近五成的人都使用過含塑膠微粒之產品，約七成的人對於花生殼洗面乳有興趣。

所謂「甩尾颱風」我們定義颱風移動期間行進方向急轉超過90度，就稱為甩尾颱風也稱為大轉向颱風；為了探討西北太平洋颱風大轉向的原因，以及了解颱風大轉向期間的經緯度分佈與轉角大小、颱風強弱變化、轉向花費時間和季節的關聯性。我們找出56個符合的颱風(其中包含一個颱風不同時間點出現2~3次的大轉向)，依序分類、再參考中央氣象局的天氣圖與歷年颱風調查報告等資料，分別做出各種歸納與整理、並且提出我們的想法和結論。

以python函式庫優化尋找小行星之方法，傳統在尋找小行星計畫內接觸到的方法，Astrometrica軟體經分析後，運用小行星在短時距內會產生與恆星的相對移動之原理，將四張短時距的圖片進行連續播放，並以人眼找出有無移動之亮點，若亮點在四張圖內都產生移動，則極有可能為小行星。但因此過程極費時，因此我們以影像函示庫將檔案分析後疊圖並輸出，此則能將小行星快速在像素高且解析度大的星空圖中所找出，並且輸出座標。大幅縮短尋找小行星之時間，另外，與中央大學碩士論文相比，其出發點同自於尋星計畫，但由於所取到的圖檔不同因此無法使用圖學分析。

由於觀察到許多高中生習慣在讀書時聆聽音樂或白噪音（white noise），因而引發研究者好奇聲音環境與讀書效果、記憶表現之間的關聯性。本研究以實驗法比較學生在不同聲音環境下的記憶表現、專注與心情的自我認知；並以問卷法分析影響學生選擇不同聲音環境的因素、聲音環境選擇對成績的影響。研究結果發現，學生選擇音樂的原因是音樂能使心情變好，然而實驗發現在音樂的環境下受試者有記憶表現不佳的情況，受試者本身亦認為在音樂的表現下較不專注。而聆聽不熟悉的音樂時的記憶表現，比聆聽熟悉音樂時的音樂表現更差。實驗中受試者在白噪音環境下記憶表現較佳，由問卷亦發現讀書時傾向選擇白噪音的受訪者，其校排成績也較高。

本文主要探討的問題為：當三角形以其外心旋轉180°時 (我們稱之為對徑三角形)，將此外接圓上一動點P對兩對徑三角形分別做西姆松線，當P點在外接圓上轉動時，兩西姆松線的交點軌跡為何。我們將西姆松線放在複數平面上來分析，推得這兩條西姆松線會互相垂直，並且它們的交點軌跡為一橢圓，此橢圓會相切於兩對徑三角形的六條邊，因此我們將此橢圓稱作這兩對徑三角形的「六點橢圓」，並探討這個橢圓的性質。 此外，我們也解出了斜西姆松線的方程式，並討論當改變對徑條件和旋轉對象時，兩西姆松線的交點軌跡方程式與圖形。我們發現了這些交點軌跡圖形都能對應到圓次擺線。

本研究成功以SARS-CoV-2病毒表面棘狀蛋白做出快篩試劑，達到15分鐘內高準確率之檢測效率，可判別是否感染COVID-19，更進一步使用自旋增強側流免疫分析儀（Spin-enhanced lateral flow immunoassay, SELFIA）偵測奈米金吸收波長，提高100倍之偵測靈敏度。實驗中依NCBI資料庫發布的病毒核酸序列，合成棘蛋白抗原基因進行蛋白質生產後，挑選有潛力的棘蛋白抗體，F4與AuNP-conjugated D3進行配對，利用雙抗體夾心法，開發橫向流動的COVID-19快篩系統，並進一步利用SELFIA判讀檢測結果，提高偵測靈敏度達0.1 ng/mL，同時測試對突變株的專一性，減少偽陰性情況發生。另一方面，我們測試不同緩衝液系統，選擇能不破壞抗原又具低疏水親和效應的緩衝液，以減少偽陽性。開發此簡易、經濟、高準確率的快篩試劑，將之普及化有助於新冠肺炎的防治 。