第57屆--民國106年

我們利用進位分解的方法，將組合數對一質數做同餘。並探討巴斯卡三角形其中一列對一質數同餘後，各個餘數數量的關係。

近年來霾害對台灣影響嚴重，南臺灣又因各種因素而使霧霾擴散不易，影響我們的吸呼品質，因此決定了解空汙粒子的特性，以及口罩對其的防範效果。本研究中，我們利用紅外線反射偵測的空汙感測器和電阻式溫溼度感測器來探討空汙粒子的擴散運動。透過布朗運動的原理了解空汙粒子的傳播情況，並加入濕度參數來做討論，其研究結果發現若空汙粒子濃度越高，其單位空間的擴散速率越快，而所需的平衡時間越長。從實驗中，我們也證明布朗運動中的擴散係數D值不隨著初始濃度和濕度而改變，可視為一個定值。最後我們測試了不同口罩對空汙粒子的阻隔性，發現對空汙粒子的防禦力為：活性碳口罩=外科口罩=口罩中層>>布口罩>口罩內層=活性碳碳層>口罩外層。

高空中的雲總是型態各異，千變萬化的，但水氣在高空的成長、變化實在是難以直接觀測，而大氣觀測方法不外乎是探空氣球、氣象衛星、雷達等，但就我們學生來說，要使用這些設備並不是如此的可行。 所以我們嘗試在高中實驗室所允許的條件下進行實驗，也就是模擬出高空雲滴成長的變化，藉由閱讀文獻、實驗模擬、電腦分析等方式，來了解暖雲雲滴在高空中凝結成長的行為，把藏於高空中不易觀察的現象在實驗室中呈現出來，實驗結果顯示，凝結核的存在對水滴的形成是非常重要的；凝結水滴經由合併成長使粒徑增大，且粒徑頻譜分布隨時間會呈現M型化的特徵。

此篇研究主要探討凹凸多邊形的面積切割，許多人認為凹多邊形的切割是天方夜譚，但不論是凸多邊形，還是大家避而不談的凹多邊形面積切割，我們都能一般性作圖，甚至嘗試過周邊上一點切割多凹多邊形。此外，我們參照文獻中退化成三邊形的做法，發現其實退化成四邊形即可進行切割，如此一來，便大幅減少繁瑣的作圖步驟。其中，最令人興奮的是，我們成功利用尺規作圖做過外部一點將凹、凸四邊形 n 等分切割，甚至能以一次性作圖將其面積分成 m：n 的面積比例！

本實驗利用玉米粒加熱會爆開變成爆米花的原理來測試，因為加熱會使玉米粒內的水分、氣體膨脹，當玉米粒的外殼承受不住時玉米粒就會爆炸成爆米花。實驗中發現，以白沙（加蓋）加熱是最快的，因為白沙受熱較平均，比熱較低使得加熱速度較快、且具有足夠空隙供熱對流，導致玉米粒較快爆炸。最終發現以鋁箔紙包覆玉米粒的方式會讓爆米花的形成較大顆，原因是因為將鋁箔紙包住玉米粒加熱時，其中約占玉米粒2成質量的水氣與部份物質將蒸散衝出，造成鋁箔紙內的壓力變大，也因此使得爆開時爆米花會變得比較大顆。

傳統肘關節復健設備無法同時提供病患主動式與被動式復健的需求，故為降低復健醫療人員的工作負擔及解決復健效果不明確的問題，我們利用樹莓派控制馬達和arduino的肌肉感測器，並用APP來控制，使肘關節復健器成為一種智慧型的電腦化輔具，讓我們在復健時，除了更有效率之外，也能明確的知道自己復健時的肌肉狀況，以做適當的調整。另外再結合藍芽模組，將每天進步的數據上傳雲端，以利復健師來做評估及矯正。

物體落入水中時，中央處會激發水柱，這和水面下形成的空腔密切相關。空腔體積變化愈快，水柱激發速度愈大，高度愈高。由於一般落體入水的狀態難以控制，無法定向鉛直落下，導致觀察結果有限。本研究的裝置透過3D列印及滾珠軸承組的設計改善了這個問題，藉由高速攝影並結合自行發展的分析方法，可獲得上、下腔的體積、氣流流出的速度…等重要資訊，擴大觀察的可能，對空腔形成過程的物理機制有更深入的了解。研究發現：落體入水的速度、截面積的大小、外觀的形態、溶液的種類以及周圍的氣壓高低都會使落體入水後空腔的形成有所差異，進而影響氣流流出的速度及激發的水柱高度。此外也發現下腔周圍在腔頸接合前後，會有波動產生明顯的S節及L節。

本研究使用Arduino，此作品在秤重的部分，是透過拉力秤裡面的元件拿出來後加以改良讓秤重後的數據可以傳到藍芽模組再把數據傳輸到手機上，最後可以利用手機來計算價錢，計算價錢的方式是以測量出重量來去換算成價錢的，電源供給的部分，是以鋰電池為主，把鋰電池裡的電利用充電模組讓裡面的各個模組通電，還可以利用充電模組上的usb頭來對手機進行充電，讓手機沒電時也能當行動電源使用，鋰電池沒電時，也可以利用充電模組來進行充電，另外手機外殼是使用3D列印，因為考量到了材質會不會把物品勾在拉力勾上面的時候一拉就斷掉，所以選比較堅硬輕巧的PLA材質來支撐，來增加他的負重能力。

大花咸豐草在拔除時非常容易斷裂，無法連根除去，之後便快速重生蔓延，我們懷疑大花咸豐草很類似蜥蜴的斷尾求生。 本研究以假刺莧與龍葵做比較，進行莖拉斷力測試與再生能力實驗；以各種藥劑或實驗，使用顯微鏡觀察莖橫剖面與外皮。研究發現，方型莖內不連續不均勻的厚壁細胞與木質素使受應力不平均；分布於莖角落的厚角細胞使缺少彈性；完整明確的輸導組織增加支持力與硬度；莖節處橫向木質化纖維與不連續縱向纖維，使容易在莖節處斷裂；緊貼表皮的含木質素的輸導組織韌皮纖維團使表皮堅硬。此五點為大花咸豐草的斷枝機制。並發現大花咸豐草在演化上有木本植物的特性。這種以退為進，類似動物斷尾求生的斷枝方式，為大花咸豐草的生存密技。

又是個陰雨綿綿的日子，進入冬季後的基隆，在東北季風的侵襲，便籠罩在陰溼多雨的氣候當中。對基隆人來說，下雨和雨具在我們的生活中已經是不可或缺的物品了，但總有忘記攜帶雨具的時候，此時一定會被淋成落湯雞，有沒有方法能讓自己比較不會淋濕？據傳言「雨天時，跑步會比走路淋到更少雨」，然而事實是否真是如此呢？ 從模擬下雨時物體移動速度與受雨量，觀察到(1)移動速度越快，可以減少受雨量，速度從0.15 m/s提升至2.46 m/s受雨量從2.447公克下降到0.480公克，而速度超過1.60 m/s後受雨的變化量逐漸減緩。(2)上方受雨量變化同樣會隨著速度而有變化。(3)而前方受雨量和移動速度沒有關係，受雨量依然沒有太大的變化。(4)速度超過1.6m/s時，前方受雨量會成為主要受雨面