第60屆--民國109年

人們在日常生活中對著皮膚噘口吹氣時，皮膚表面會覺得涼爽；但若是張口哈氣，則會感覺溫熱。為了量化這個現象的成因，在經過文獻探討及現象觀察後，作者以初步實驗分別測量了「絕熱膨脹」、「氣流引入」、「蒸發降溫」三種效應，得知「氣流引入」的表現最符合現象的結果。為了進一步證實「氣流引入」就是吹冷哈熱的主要原因，我們設計實驗讓這三種效應出現在單一事件中，發現溫度變化中至少60%以上是「氣流引入」導致的降溫效果。此外，作者進行更深入的實驗探討氣流引入的過程及特性，得到氣體流動路徑方向上氣流引入百分比與距離間分別有對數及線性關係，而氣流分佈截面也與我們對此現象的觀察結果一致，最後綜合得到經驗公式印證實驗結果成立。

本研究在探討姬胡麻斑捲葉象鼻蟲建造巢室的方式與後代成長間的關係。結果一認識象鼻蟲與食物：象鼻蟲體型是雌大雄小，平均體長在0.63±0.023cm～0.475±0.023cm，以朴樹的葉片為食物。結果二做巢室的策略：會找尋葉長5.25±0.88cm做巢室，並在葉面上進行切割作記號、葉背中肋戳洞，使葉柄與中肋的角度從141.85°±9.96°降到78.3ﾟ±3.91°，葉片因此軟化，足部以2.3×10-3±4.7×10-4N對葉片施力，平均花費44.88±4.55min建造一個2.00± 0.45cm大小的巢室。結果三巢室對後代的重要性：卵的大小0.779±0.159mm，相對濕度在79％～99％間都能順利孵化。幼蟲待在0.33±0.13 mm狹小巢室內啃食4320.78±2286.48 mm2葉片面積。以10.4±0.33min完成化蛹進入蛹期。經過一連串研究證實，象鼻蟲建造巢室是有利於後代順利成長。

本實驗研究數種夏令作物反應乾旱逆境的生長狀況，發現皇宮菜可以對水分變化做出快速的調整反應，隨不同缺水程度氣孔密度明顯增加，氣孔係數也有提高趨勢，而且嚴重乾旱下藉氣孔簇形成以減少水分蒸散。當水分逆境解除之後，氣孔簇發生率會下降，回復正常生理的趨勢，氣孔簇的出現可能與外界環境信號有關。皇宮菜透過生理、形態的變化以因應外界環境水分的改變，來維持光合效能又有效地防止水分流失，達到基礎生理需求以適應逆境，此研究探討土壤水分對作物生理與生長發育之影響，以了解作物於水分逆境下之可能生長模式，作為因應氣候變遷應用於農作物土壤水分管理之節水參考可能性。

我們研究目標為北海岸麟山鼻岬角的安山岩所形成的藻礁與風稜石、風化作用的沙丘與磁鐵礦的分布。研究方法上主要採實地踏查並透過圖書及網路資料的分析，針對寄生在安山岩藻礁以及海岸的沙丘和風稜石風化現象形成條件詳細做調查與比對。在踏查與分析麟山鼻海岸岩石和沙灘與簡單實驗室實驗結果，統整得到結論:在堅硬的安山岩經殼狀珊瑚藻寄生的藻礁，加上受到東北季風所形成的特殊風稜石，風化作用形成了沙丘、磁鐵礦。在進行簡單的風、水和沙土沖積，實驗結果可以推論麟山鼻具有的磁鐵礦、沙丘、藻礁、風稜石，受到大屯火山熔岩流向海冷卻形成後、常年受到東北季風風化作用、海浪沖蝕，這些都是對麟山鼻地形、地質重要的影響原因。

在球場缺乏的小學校園中，我們常看到許多同學在戶外打羽球，但打著打著，卻會因風力的因素使得球偏移難打。為此我們想研究，什麼造形的羽球與塑膠球能有較低的風阻，打起來比較不會受影響呢？我們嘗試了剪出各種造型的羽球與塑膠球，在室內營造出逆風、順風及側風的環境，測量它們受風後的位移程度，來瞭解什麼樣的球比較不怕風吹，並且在垂直風洞中驗證我們的實驗結果。我們得到的結論是，若想降低羽球的風阻，可以朝將球的重量加重、然後採對稱的剪法減少大部份羽毛面積這個方向去嘗試，未來還可加入改變羽翼直徑的做法來發展新型的羽球。

尋找高紅移的超大質量黑洞，有助於天文學界了解宇宙再電離時期。雖然黑洞的數量稀少，但相較於星系，存在於某些星系中的超大質量黑洞較亮，且存在時間比伽瑪射線爆久，因此，它們的吸收光譜可以協助天文學家最有效率地探索星系間物質及再電離時期與光的反應。本報告交叉比對昴星團望遠鏡 (Subaru Telescope) 的Hyper Suprime-Cam (HSC) 和廣域紅外線巡天探測衛星 (Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE) 的觀測數據，以尋找可能的高紅移超大質量黑洞。本研究根據光度測定 (photometric observation) 和宇宙紅移 (cosmological redshift) 的原理，從雙色圖中較紅的區域挑選了46個候選星體，並逐一透過天文望遠鏡照攝的影像確認是否有可能是超大質量黑洞。最後，選出三個可能的高紅移超大質量黑洞，可用於向大型天文望遠鏡 (如昴星團望遠鏡 (Subaru Telescope) ) 申請光譜分析。

本作品旨在研究一道塗色問題:在一個m×n的棋盤中對任意格子塗上黑色，相鄰方格(有共同邊)不同時塗色的所有方法數。過程中，我們運用二維的城堡多項式的概念來進行研究。首先，我們推出1×n、2×n 單色及1×n多色的方法數及公式。再來，我們嘗試估計m×n 單色及多色著色方法數的上界及下界。接著，我們針對它的一些性質做討論。最後，我們用程式跑出答案，並印證我們的推論。

市售棉心式白板筆是以毛細現象將墨水儲存於棉心，當墨水過量會有漏墨問題或無法將墨水以毛細現象完全導出。本創新直液式白板筆是類似鋼筆方式儲水，其物理原理與舊型棉心式完全不同，它是以內外壓自然平衡來導引墨水，實驗中以棉心吸水效率、墨水損失率與色彩分析相關的實驗驗證下，其可改善舊式白板筆的缺點。但新式白板筆仍會受環境溫度與壓力變化而有漏水狀況。本組以自製測試設備輔助下，模擬了溫度對應壓力的變化、墨管內空氣與墨水膨脹率不同產生漏墨與高山大氣壓力降低導致墨水溢出的實驗。根據實驗結果本組進一步設計以針筒活塞來調整壓力的新式白板筆，完全解決了漏墨的缺點，且此環保可重複使用的設計是值得持續研究與推廣。

據Guarini騎士交換難題，我們設計出156個瘋狂騎士棋盤，並以對應之節點圖形特徵決定騎士擺放位置、最多騎士對與最少交換步數規則。 一、騎士對交錯擺放有利於找到最少交換步數。 二、單一節點圖最多騎士對得到最少步數關係如下： 1.「環圖」與騎士對關係為「騎士對數量」×2+1 2.「非環圖」與騎士對關係為「騎士對數量」×3 3.當Vf=2且Vt=2，則 nPmm=3n 4.當V_f=1且V_t=2，則 nPmm=2n+1 三、臨時停駐點決定環上點數與騎士對的關係如下： (一)若點環上有臨時停駐點，則最大環點數與騎士對關係為 2n 。 (二)若點環上無臨時停駐點，則最大環點數與騎士對關係為 2n+2。 四、度序列可作為判斷同構圖的有效工具，但需參考節點圖特徵將分岔點與臨時停駐點的距離予以比對確認。

車子行經水泥路面或地面減速帶，常因強烈振動而帶來極不舒服的顛簸感。我們將「非牛頓流體」及「水泥沙漿」以不同比例調製出“另類粉漿”，製成具有抗震效果的減速帶和腳踏車道，以解決行路難平的困擾。 首先，我們找出非牛頓流體特性明顯、且表現穩定的濃度3:2玉米粉漿，和水泥沙漿以八種比例調配，除以彈力球施測；並將粉漿製成減速帶，以可調速動力車探究粉漿之振動表現；甚至自製300公分長的粉漿腳踏車道，進行實車測試，證實調配比例「5:1的混合粉漿」抗震表現優於水泥沙漿約2倍以上。若能將此另類粉漿應用到防撞條、運動遊樂場地的防撞墊、工廠機器的防震墊、步道的透水磚等，不僅提昇生活品質，更能減少對水泥的依賴及汙染。