第57屆--民國106年

本研究探討雷射光照射細長圓柱所形成雷射圈的成因及性質，並做出整體的歸納與分析，例如不同材質的圓柱如何影響雷射圈的形成、雷射光入射角與雷射圈半徑的關係，甚至用雷射圈特性反推圓柱折射率等等。 這些現象中最令我們感好奇的是雷射光照射尼龍線等透光材質產生的折射、反射與干涉現象，在實驗中我們發現有一部分雷射光會經由反射或折射路徑投射到尼龍線後方，使雷射圈後面亮度增加且有干涉條紋，亮度方面可由司乃耳定律及反射定律解釋；至於干涉可由微積分、反三角函數等數學推導來解釋。我們相信此研究將來有助於材料工程應用，並可作為光學教學教材。

本實驗希望藉由聲波的反射、駐波、干涉等等原理特性，來發展出具備環保且安全的方式消滅火源，過程中我們利用藍芽無線技術與Arduino晶片結合應用，當收到藍芽發射訊號後，能透過Arduino發送所設計的低頻接收訊號(25Hz-50Hz)透過功率放大器，再由功率放大傳送到達單體，最後利用狹管效應(Valley effect)與揚聲器發出聲波，並產生高密度聲波，利用疏密波的密度高低，來有效的阻絕火源的擴散、和燃點的餘溫，讓此設計成功的具備有效率、低成本、零汙染的聲波滅火器。

本研究主要探討台南市中西區某國中於2016年0206地震後校園內噴沙現象形成的原因，針對造成土壤液化的可能因素，包括土質、水、地震等因素進行實驗分析，其中取樣不同來源的土壤，探討其土壤密度、孔隙率、含水量、滲透率等對土壤液化所造成的影響。 研究中設計的不同地質組成，並透過震盪器的震盪作用，來了解造成土壤在震後重新排列、噴砂、測潰現象的成因。並透過自製水分滲透機構，來測量不同土質達到飽和所需要的時間，來了解不同地質組成對含水量的承受力。 最後設計一個固定方向的自製水平震盪機構，模擬不同角度的震波來源，對建築物的影響，進一步來推論校園中造成的噴砂現象的成因，探討相關土壤液化的防治與因應對策。

根據密克定理的陳述，於一個三角形的三邊上各任取一點，則三個外接圓會交於一點，且逆定理也存在。我在確認完定理和逆定理的正確性之後，以原本定理的敘述為基礎，推廣並探討了根據該定理所能做出的相似形和圓心的軌跡，並將軌跡視為三角形的基本性質，棄續探討軌跡的交點的軌跡，最後再將密克定理和密克逆定理推廣到多邊形。

電力生活的「人為電磁汙染」使環境常達到德國健康住宅電磁波規範的極強干擾等級，其一影響是使人體與地表產生交流電位差。根據文獻，人體接地後對電場有屏蔽作用，地表的自由電子易在人體轉移，使人體電位和大地相同，產生「接地氣」的療效。 本研究探討如何精準測量人體電位（以地表為零電位）？調查生活環境中人體電位的實際情況，並廣泛探討在家用交流電下，人體、電器、接地等變因對人體電位的影響。研究結果能提供日常生活中人體接地的建議，以減少人體的生物電功能受到干擾。 本研究也深入探討實驗過程中新奇或難解的現象。發現人體晃動能產生電位差；人體電位和電線距離的平方成反比；影響人體電位的主因是低頻電場而非電流，破除常見誤解。

一個好的路徑規劃演算法應該為機器爭取最少的運作時間、盡量減少機器傷害，並且同時達到最大目標效果。為了找出最佳演算法，本研究嘗試各種不同的演算法，並試圖在不同的幾何圖像中表現其最佳路徑特性，並融合各種不同演算法的特性，希望藉此找到更具有效率之演算法。於實驗中本研究藉由模擬軟體進行初步分析，再以繪圖機做實際比對分析，找出各種可能影響輸出成品之因素，並且找出不同演算法對於不同幾何圖案的相適性關係。 本研究之特色在於所使用之軟體、韌體、硬體皆由本研究開發而成，能以最直接、最簡單、未經過優化的原始狀態進行分析，以深入探討演算法對於繪出圖形之影響因素。

蛋白質塑膠由牛奶中酪蛋白製成，當牛奶達等電點時，酪蛋白會被析出。酪蛋白塊乾燥後性質類似塑膠，稱作蛋白質塑膠。本研究探討牛奶塑膠製成3D列印材料的可行性。實驗發現牛奶與酸的比例以10:1最合適，增加樹脂可提升牛奶塑膠硬度。牛奶塑膠在氨水中雖會部分溶解，但會在表層產生防水薄膜。我們嘗試以牛奶塑膠代替PLA進行3D列印，發現不需加熱即可進行3D列印，比使用市面原料更環保、省電。為了解決牛奶塑膠易發霉的缺點，我們研究發現噴灑75%酒精最能達到防腐效果。最後，運用先前實驗結果再進行綜合比較與實驗，得到最佳加工流程：首先將牛奶塑膠噴灑酒精消毒後混合樹脂，再浸入氨水，可製作較防水、防腐之牛奶塑膠。

本研究在探討棕泥壺蜂的生殖行為，包括牠尋找、捕捉、保鮮獵物等策略與幼蟲捕食間 的關係。結果一在尋找獵物上：壺蜂為了讓下一代能順利成長，會有①壺蜂找到適合竹管並清潔乾淨。②壺蜂產下卵就離開。③再去捉捲葉蛾幼蟲回來竹管。④然後啣泥球將洞口封住。等複雜的繁殖行為。結果二在獵捕上：壺蜂會找尋6.57±0.68cm～9.28±0.66cm大小的捲葉、與葉柄呈45˚～125˚間夾角上捲葉葉片作上記號。捕捉體長13.0±0.78mm～15.1±0.76mm、體重0.032±0.01g～0.058±0.01g的獵物。結果三在獵物保鮮上：將毒液注入獵物體內，讓原本心跳每分鐘平均105下的獵物，降到每分鐘平均50下的緩慢跳動，直到第七天才停止。結果四：壺蜂的幼蟲在獵物心跳停止前可以吃到新鮮活的的獵物，以順利成長。

國際癌症研究總署指出，暴露在空汙中，將導致肺癌及增加膀胱癌風險，並已正式將PM2.5列為一級致癌物 [1]。肺癌一直高居國內女性癌症排行榜的前三名，廚房油煙應是重要原因。本實驗對七種油品進行了基本理化性質實驗，並找出油品保存的變因。為減少油煙對人體的傷害，進行影響PM2.5值的變因探討，並設計一簡易的實驗方式來呼應PM2.5值的粒子量。結果顯示：精煉油發煙點較未經精煉油高且飽和脂肪酸的比例會影響發煙點及密度；光線及空氣是影響油脂酸敗的變因；油温及加熱表面積對油煙PM2.5值有正相關的影響。本實驗得出一個方便又有效可減少油煙的方法—在烹調過程中戴上噴水口罩並把抽油煙機打開，其減少值可達40%！

首先利用3個透明的半圓形容器，容器直徑分別為10、15、20cm，容器內注入相同的液體，在容器的圓心處放置縫距為0.1mm的雙狹縫片，當雷射光通過雙狹縫及容器後，我們發現容器大小不會影響干涉條紋寬度。接著選用直徑為10cm的容器，裡面注入不同的液體，容器的圓心處放置縫距為0.1mm的雙狹縫片，我們發現干涉條紋寬度與液體折射率成反比。再改用直徑為10cm的容器，裡面注入水，我們發現干涉條紋寬度與雙狹縫縫距成反比。由本實驗可以得知，雖然雷射光在空氣的光徑較長，在半圓形容器中的光徑較短，但主要的光程差來自半圓形容器中。最後改用長方形容器，我們發現容器的內的液體折射率幾乎不會影響干涉條紋寬度，這是因為空氣中的光程差大約是液體中的9倍。