高級中等學校組

此研究針對磁力耦合振盪器進行理論建構與實驗設計，在理論建構中，我們先以彈力作為外力並推導公式，與實驗數據擬合後發現擬合參數極具參考價值。將磁力引入系統並推導公式，發現其與實驗數值擬合效果也極好。融合上述公式與參數後推廣出能描述振盪器運動模式之運動方程式，以Python數值模擬發現，此方程式與數據十分吻合且能產生波包與頻率下降等真實情況，故推論該運動方程式是有一定價值的。在傅立葉分析中發現了簡正模之應用，且當磁鐵初始距離越短或磁力強度越大時，振盪頻率都會有所提升，而初始位移不會造成影響。而本研究的成果將可透過一已知磁性量值之磁鐵求出另一板簧上物質之磁性量值，進而應用到新型機械式磁性雙板簧的懸臂磁力計設計。

在生活當中我們時常會發現，飛機因為場地跑道不足而無法順利起降，或是航行時有許多不確定因素而不敢搭乘。本研究主要探討為:旋轉翼飛機是否能成為短距離起降之創新飛行器。在這研究過程中，主要是採用旋轉翼產生向上升力(向下推力)，並同時探討導風板數量多寡對於飛行穩定性的影響。最後，我們從實驗數據中找出黃金比例來設計飛機模型，再安裝電子加速度計陀螺儀及其他飛行安全裝置，使旋轉翼無人機在天空中能以平穩的姿態飛行，有效縮短了起降跑道距離，打破一般人對於現有飛機所既有的認知。

隨科技演進，大多數天然災害我們已有能力做到預報的工作，而少數尚未有準確預報系統的自然災害，地震－－即名列其中。故對於震災，熟稔預防工作、設計抗震、耐 震建築顯為首要之務。本研究透過水平搖晃槽及垂直震動器模擬地震發生時之S、P波 並以造型棒、頂點珠模擬鋼骨結構受震。觀測各異樓層、底面、抗震裝置下其搖晃程 度及破壞位置等，並探討：(一)建築物破壞點和抗震力關係、(二)建築和地震來向關 係、(三)梁柱、結構對稱性對耐震程度關係、(四)制震裝置等之功效。

本研究以探討表面修飾奈米材料和摻雜金屬對銅電極催化水電解的效能為主軸。先在銅電極表面合成溴化亞銅（CuBr），接著將電極浸泡於金屬溶液中，並進行水電解效能測試。透過改變電化學合成CuBr材料的時間和浸泡第二種金屬的濃度及時間，來探討電極電解水產氫和氧的能力。發現，合成CuBr的時間增加，電極在產氫及產氧效能也隨之增加，而在改變浸泡濃度中，浸泡濃度越高，產氫及產氧效能也隨之增加。研究最終在產氫及氧兩端電極的效能相較於銅，皆有明顯的優化，顯示了表面CuBr奈米材料和錳金屬摻雜對優化銅箔電極催化能力的重要性，期許能減少能源消耗，達到環保的目的。

自行車是一種綠色環保的交通工具，但對騎士而言，道路上往往面臨許多危險。為了保護騎士安全，本研究透過搭載於安全帽上的姿態感測器，測量騎士頭部姿態變化來判斷車子行進意圖，同步顯示安全帽後方及車尾。若發生跌倒事故時，系統會自動發送求救簡訊與上傳座標位置到雲端資料庫，結合手機應用程式，即時請求聯絡人的協助。在電力提供方面，設計回歸輪系提升發電機轉速發電，實驗證明，只要走路牽車就可對行動電源充電。 本研究透過姿態感測器、雲端資料庫和手機應用程式的組合，成功完成方向燈、語音主動提醒、提供跌倒通知與防盜通知，並於地圖上呈現位置。”智型車”(X-Bike)應用在自行車中，確實讓騎士安心享受單車的樂趣之餘，有更多的保障。

車床實習課程中，「角度偏心」技能於教科書資料不多，網路查尋資訊亦少，而此難度高技能所製作產品是迴旋轉直線運動曲柄軸機構所應用。 原始點分析為一種創作情境思維模式，此模式起源於問題產生時之因果關係。專題理論發想源自夾持偏心軸系定位關係及幾何學中「圓」切線性質。此發想讓我們研擬出兩項車製角度偏心核心調校關鍵技術；一是夾頭夾持軸系與工件維度所在軸系定義；二是工件量測位置定義。 依二項技術需求，本組設計出一套輔助定位模組；且經由實驗證明此模組貢獻度是解決車床角度偏心調校問題及對曲柄軸達成簡易快速定位角度量測功能。效度上明顯已達突破性調校應用。對於車床加工人員，提供調校操作簡易方便且精度控制顯著性高的選擇。

液體往下流、也無固定形狀，我們卻偶然得知液滴能在移動表面上懸浮數分鐘、無外壁支撐卻維持穩定球型[1]。於是設計本實驗，將液體滴於快速旋轉滾筒中，改變液滴半徑、轉速及種類，探討液滴懸浮於移動表面之現象。 實驗發現矽油滴在靜止表面會短暫懸浮0.27秒，在穩定移動的表面能懸浮數分鐘，可用文獻[2, 3]中的「空氣墊現象」解釋。移動表面上穩定懸浮的液滴，傾斜角θ與滾筒切線速度v及液滴半徑r的-2次方呈正比，實驗數據與預測皆相符。液體種類影響懸浮需要的最低轉速，液滴受的交互作用力也因液體種類而異。未來將分析液滴懸浮晃動程度、探討液滴懸浮速度區間與液滴半徑之關係，尋找液滴受的交互作用力與液體種類的關聯，並將空氣墊、流場納入考量。

本研究期望能藉由探討聲波的相關物理特性，研發出具備環保且使用安全的滅火器。研究過程中，運用程式設計與藍芽無線傳輸的方式，傳輸並測試許多低頻的頻率，並深入探討其聲壓頻譜、聲壓、聲強、聲功率分布等物理特性。經由聲壓頻譜分布可找出最佳（穩定較高）的頻率，藉由聲波物理特性的探討，可瞭解為何聲波處於低頻時具有滅火的特性，再由3D PRINT技術設計出周邊輔助的裝置，並完成研究作品。

因化石燃料枯竭及燃燒帶來之汙染，尋找替代能源為當今致力研究之目標。本研究將大豆油或廢食用油反應製生質柴油，試以鉍酸鋰或鉻酸鋰為目標，改變合成條件得最佳催化劑，找尋最佳反應條件。 此研究之催化劑，分別最佳反應條件：大豆油製生質柴油之轉酯率皆98%以上。催化劑最佳反應條件分別為：L2B3-800-3，醇油比1：18，觸媒用量6 wt %，反應2 hr。L1C1-800-3，醇油比1：24，觸媒用量6 wt %，反應2 hr。廢食用油製生質柴油以鉍酸鋰為催化劑尤佳。但此兩組催化劑，重複利用的測試結果不理想。 本研究產製之最佳生質柴油，經CNS標準方法檢測，各條件大致符合國家規範，故本研究使用之鉍酸鋰及鉻酸鋰均是具潛力開發之催化劑。

研究者身為高中生，平常看到同儕在讀書時會聽音樂，我自身有時候也會有這個習慣，但常聽師長叮嚀我們，讀書不要聽音樂，因此透過此次研究來瞭解高中生聽音樂對於學習專注度之影響，並探討學習成效是否有相關性。根據蒐集了190份網路問卷發現，大部分的高中生都有讀書聽音樂的習慣，但他們知道自己的問題點，像是算數學或默背課文時，就有許多學生是不聽音樂的。此次研究另針對30位高中生來進行腦波分析實驗，根據研究結果顯示，大部分的高中生，不論在讀書時聽哪一種類型的音樂，其專注度及學習成效皆有明顯提高。其中，又以古典音樂對於學習專注度及成效最明顯。因此，高中生邊讀書邊聽音樂不是一種壞習慣，反有助於高中生提振學習專注度及成效。