第57屆--民國106年

本研究以數學上的Burnside’s Lemma思維，利用排列組合結合化學領域中的群論概念，應用在計算取代基可被替換的化學結構，所具有的異構物數量。 針對環狀共振(例如苯環)、環烷、直烷…等分子結構，推導出任意取代基種類與數量不同時，所對應的化學異構物數量公式。 推導完公式後，將CnHx中x個H的位置改成給定的取代基種類與數量時，然後系統化異構物數量的處理流程。最後再針對典型分子的化學點群，給出其對稱的數學排列群樣貌，作為各式計算的背景資料。

本研究發現棘海馬(Hippocampus spinosissimus)會排放標示物以標記自己的棲枝。海馬因游泳能力弱，所以習慣棲息於固定環境。目前海洋魚類尚未被發現有類似標示行為，但觀察棘海馬發現，其會由泄殖腔孔排放一種標示物。此標示物的氣味能幫助牠們尋找自己的棲枝(卡方值: 24.183, P0.05)或相異(卡方值:0, P>0.05)，棘海馬不會傾向攀附附有其他海馬標示物的棲枝。經由解剖和切片觀察，證實標示物的分泌器官為泄殖腔中的生殖腺，但與繁殖無關。

我們提出一個實驗方法，將測量浮力的原理應用到磁力大小的測量，這個方法可以測量磁鐵在不同距離下的磁力大小，彌補課本上利用迴紋針吸附只能測量到磁鐵表面磁力的不足。依照提出的方法，我們研究了磁鐵距離與磁力的關係，以及不同大小與材質的圓柱型磁鐵對磁力的影響。研究結果發現磁鐵直徑越大，磁力越大，而當磁鐵表面與鐵粉(被磁鐵吸引的目標物)距離固定時，磁鐵厚度增加，磁力作用也會增加，但是有一極限值。若把鐵粉量增加，則測量到的磁力也會增加。我們也發現釹鐵硼磁鐵的磁力與距離的2.5次方成反比的關係，而氧化鐵磁鐵則是成2.4次方反比關係。最後比較兩種不同材質的磁鐵，我們發現釹鐵硼磁鐵的磁力大約是氧化鐵的5倍。

金門盛產石蚵，石蚵養殖產業，不只是金門重要的經濟產業，也是金門重要的美食料理；在今沙美地區復國墩遺留大量的貝塚化石，發現金門石蚵採集可追溯至距今七、八千年前，而現今以花崗岩石條式養殖為兩百多年前明萬曆年間傳入。 但石蚵除了食用之外，它的全身更都是寶！ 經過實地考察、訪談，我們發現蚵殼可以運用在建築、防洪、鋪地…等方面，此外，我們更針對改善土壤酸鹼值進行研究，在土壤中加入不同時期的蚵殼，觀察酸鹼值以及植物生長情形，實驗結果如下： 一、蚵殼粉對於改善土壤酸鹼值有實際影響。 二、較細的蚵殼對於改善土壤酸鹼值影響較高。 三、放置六個月的蚵殼對於土壤酸鹼值影響較高。 四、蚵殼粉對於植物(小白菜)生長情形有顯著影響。

太空探索日漸發達，夜空中的亮點不再只是單純的遠方恆星，也有可能是火箭、衛星或飛機等，以肉眼遠望夜空時經常會出現將星體與上述物體混淆的情形。若要更深入觀察及追蹤那些亮點，大多依靠望遠鏡和赤道儀的輔助，其中傳統赤道儀使用方法多為手動操作，本研究希望將這些手動的部分全部改為自動的模式，使其在使用上更為方便。 為使機器達到全自動，本次研究是以Arduino平台作為核心，結合步進馬達、九軸感測器、全球衛星定位模組及相機仿造著赤道儀製作出的全自動追星儀，而程式方面則是藉由方位角以及高度角的公式推導來找出正確的物體位置並以適當的轉動速度追蹤該物體，讓使用者不再需要手動操作儀器，體驗更便利的觀測方法並擁有舒適的夜觀生活。

「冰花」擁有令人驚訝的耐鹽能力，為了解鹽逆境下的生長，我們種植冰花並從種子開始記錄。水耕冰花在2%的鹽水中仍有80%以上發芽與存活率；0.5%及1%的鹽逆境下，冰花生長的速度較快，滲透實驗顯示，此濃度間為葉肉的等張溶液。經觀察發現，冰花葉上佈滿明顯的「囊狀」細胞，為儲鹽主要部位，水耕鹽度較高組別，其囊狀細胞內鹽度也會較高。囊狀細胞內的鹽度，葉柄(最大)至葉面有逐漸變小的趨勢。冰花在0.5%鹽度的水耕環境30天後，再移植至高鹽(5%)水耕或土耕環境，會有最佳的適應與生長。冰花有水中降低總氨的能力，具開發成「海水版」魚菜共生的潛力。冰花可使土壤電導度大幅度下降，顯示具有吸附土壤中無機鹽類的能力，具有改善土壤鹽化的可能性。

霄裡地區舊有「看不盡的霄裡田，吃不完的霄裡米」的稱頌，地下湧泉扮演重要的給水、灌溉功能。本研究以浣衣池地下湧泉為核心，分成四部份研究：一、調查浣衣池的數量及位置。二、探討湧泉水形成的原因，瞭解所在土層分布，透過實作湧泉模型呈現其原理。三、將湧泉水、附近水體和自來水進行水質檢測與分析。四、採集該區的土壤，製作簡易雨水滲透模型，並檢測流出的水質。 調查發現：竹霄地區湧泉分布於中壢台地下方的坡崁，是因地勢造成高度差而自然湧出。湧泉水質經檢測，發現和自來水數據相近，是乾淨的水體，為探究原因，我們用連通管原理，製作模型模擬湧泉從土壤縫隙流出；從簡易雨水滲透模型過濾後的水質，也比原本的水質乾淨。

本研究以多肉植物百合科-萬象（Haworthia maughanii）為實驗植株，以生長激素（Auxins & Cytokinins）配比、花梗（inflorescences node）與不定根等組培技術，建立植株的再生系統，再運用組織培養技術( tissue culture）添加植物激素（Plant hormone）照射紫外線（Ultraviolet），提升植物變異藉以增加錦斑（Variegatus）的機率。研究結果顯示，不定根組培方式、生長激素他配紫外線照射，其誘發的錦斑效果皆優。

衛生紙到底丟不丟馬桶?丟可能會堵住馬桶但可減少疾病的散播及垃圾的清理問題因此本研究針對抽取式、捲筒式、輕便包和濕式衛生紙的纖維結構、密度、長度、吸水性、乾濕支撐力等特性逐一探討，希望找出與衛生紙裂解度最有相關的因子，進而研究水溫、衛生紙的張數、摺疊次數及擦完含水量不同的排泄物後對馬桶水流量的影響，藉以判斷衛生紙該怎麼用才不會堵住馬桶，結果發現： 抽取式衛生紙三張以下或摺疊次數為3次時較不會塞住馬桶。衛生紙纖維密度會影響吸水性、潮濕時的支撐力，進而影響裂解度，然而裂解度和衛生紙沖出馬桶的時間有顯著的相關，我們推測纖維密度是影響衛生紙會不會堵住馬桶的重要因素。 衛生紙的裂解度在室溫(25℃)時裂解度較低。

本研究在探討電磁炮射出的鐵棒初速，研究其與電容數量、電壓大小、漆包線線圈長度、線圈密度之關係。利用電容瞬間放電之特性，漆包線在極短時間內流經電量，使線圈電流達極大。當電流通過線圈時，根據電流磁效應會產生磁場形成電磁鐵枝效果，將鐵棒吸引並射出。量測上以軟體tracker及光電閘兩種不同方法測得時間數據，分析得鐵棒射出初速。 最後得知發射速度因為漆包線線徑安全電流上限影響，有很大的限制。因此討論線圈線徑將可能因達到電流上限無法順利發射。發射速度大致上與電壓大小、線圈密度、電容數量有正相關。改變電容數量與電壓最顯著，改變線圈密度將有可能因纏繞半徑太大而有終端速度產生。