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第60屆--民國109年

2018年帕盧海嘯的模擬與探討

本研究利用4.8m長水槽及校園內池塘,製造擾動找出波浪堆高的因素,由模擬的過程,探討2018年9月28日印尼強震引起帕盧(Palu)海嘯的原因。我們各種方法在水面製造擾動;用錄影、超音波感測器觀測;用Tracker分析水波傳遞影像、EXCEL將數據作傅立葉頻譜分析,實驗結果和我們查閱的文獻資料綜合判斷,得到Palu海嘯主要來自以下因素: 一、Palu海灣連接的河谷地形為低角度的緩坡,所以波浪易堆高。 二、塊體崩塌只影響局部的地點,不是Palu海嘯的主因。 三、和海灣走向平行的擾動方向,能引起更大的水位變化,所以造成這次海嘯的主要斷層最可能是和Palu海灣走向平行的南北向斷層。 四、頻繁餘震和水波形成耦合共振效應、海灣邊界效應形成多個反射波干涉,都是造成Palu海嘯的原因。

「溫」「食」效應—溫度和食物對紅姬緣椿象發育期的生活史特性之影響

本研究探討不同的環境溫度、不同階段的臺灣欒樹種子和倒地鈴種子對紅姬緣椿象發育期的生活史特性之影響。我們發現,環境溫度的高低和種子的成熟度會影響紅姬緣椿象的各齡期的發育時間、發育數量、存活率和椿象壽命:在接近25度的室溫條件下,紅姬緣椿象的存活率和發育齡期的完整性較佳,相對的,環境溫度過低或過高,會影響椿象的存活率和發育齡期的完整性都會明顯降低;我們更發現,臺灣欒樹種子是紅姬緣椿象的主要寄主食物,所以不管以哪一種型態的臺灣欒樹種子飼養的椿象,發育狀態都比非主要寄主植物倒地鈴種子飼養來得更為完整,且發育狀態以臺灣欒樹未成熟種子餵食的椿象優於餵食已成熟種子的椿象。

泥岩坡地地貌與滲水衝頂現象之探討

本研究針對台南草山、牛埔與高雄田寮等三處月世界,透過野外調查與空拍露頭,分析南部月世界地形的特性。實驗發現有日曬作用的剝蝕率是無日曬的三倍,也發現了酸液會對泥岩產生極嚴重的剝蝕作用,推測如果繼續空氣汙染,所產生的酸雨會加速對泥岩特殊地貌的破壞。 實驗以千分表與電子顯微鏡可觀察到滲水衝頂的現象,也推想高速公路-中寮隧道北口外的路面災害,是跟泥岩滲水衝頂現象有關,該區域因斷層的推擠使泥岩區產生的裂縫,與夾層砂岩間的縫隙,都是提供了極佳的滲水路徑,也發現震動是會加速泥岩的滲水速率,因此高速公路每天大量車輛經過所產生的震動與該區域的裂縫,都會加速泥岩滲水衝頂的產生,這也是該區域災害的形成原因之一。

氧化?催化? ──以過氧化氫分解反應為例的三模式探討

本實驗主要探討透過各種藥品,包括PbO2、MnO2、KMnO4、CuO、Pt、過氧化氫酶,與雙氧水反應,驗證藥品在雙氧水的氧化還原的反應上,扮演的角色是反應物,或是催化劑。透過pascoPS-3201藍牙溫度計和S-3204pH儀來檢測在反應過程中,系統溫度、pH值變化及平均速率來做比較。 本次實驗利用KMnO4和雙氧水的標準氧化還原反應作為標準,發現氧化還原反應不僅反應後會改變顏色,相對來說溫度和pH值也是變化最大;而Pt則是作為標準的非勻相催化劑, 發現催化反應可重複使用,且相對來說溫度和pH值是變化最小的。因此我們判定CuO和過氧化氫解離酶是標準的催化劑,而其他藥品則是介於氧化還原和催化之間,反應不那麼劇烈,但相對作為純催化劑的Pt而言,仍有差距。

走廊不奔跑 安全靠視角--研究物理性視覺阻礙對行走行為模式之影響

下課常聽到老師的大聲阻止同學在走廊奔跑,以免發生危險。我想要找出有效的解決方法。我想到利用視線的阻擋,也許會有效。要證實我的假設,若直接找同學來做測試,可能會有危險。我決定先採取小鼠來做實驗。發現可能的原理,也許就可以應用在人的身上。我們實驗比較不同顏色、不同寬度與不同長度的紙條,懸吊在小鼠通過的走道上,比較小鼠通過率及時間,確認影響因素。經統計結果得知,所有型態的視覺阻擋都有效,長度和寬度及顏色都有影響。根據動物實驗的發現,製作各種視覺阻擋的走廊模擬圖,設計問卷請同學回答。發現同學的問卷結果和小鼠的結果相符。因此,設計合適的物理性視覺阻礙,有助於防止同學在走廊奔跑,減少受傷的危險。

腎結石的離子化合物們

本研究主要研究人類尿液中,腎結石中的奈米細菌(nanobacteria)是礦物結晶或細菌成長作用,使用自製分光光度計,以OD值的差異劃分,結果顯示奈米細菌呈現礦物結晶特徵,成分分析亦證為磷酸鈣。之後研發腎結石抑制劑時,使用自製人工尿液,以磷酸鈣Ca3(PO4)2、草酸鈣CaC2O4和尿酸(C5H4N4O3)為主體,分別測試維他命C、(•OH)、模擬管壁發炎、模擬尿液pH值變化,並觀察其結晶型態變化,結果發現模擬管壁發炎OD值最高1.4,尿液pH值5時OD值 1.3次之。推斷腎結石主因與管壁發炎最密切,其次是pH值變化,偏酸與過鹼皆易產生結晶。最後以自製的結石抑制劑比較傳統C6H5K3O7(檸檬酸鉀) 抑制劑,本研究抑制劑OD值呈現較佳抑制效果。

兩正n邊形所圍2n邊形交錯邊的m次方和

本文主要探討兩全等正n邊形之n個邊所在直線所圍2n邊形之交錯邊的m次方和關係,參考資料[1]中的原始問題為:『平面上△ABC與△A1B1C1為兩個全等正三角形,且AB與C1A1、AB與A1B1、BC與A1B1、BC與B1C1、CA與B1C1、CA與C1A1分別相交於P、Q、R、S、T、U等六點,又六邊形PQRSTU未落在兩正三角形外部時,則PQ2+RS2+TU2=QR2+ST2+UP2。』我們發現兩組線段的一次方和亦相等,接著推廣到正方形與正五邊形。我們也考慮正n邊形的兩組線段的一次方和與二次方和,並發現如下的規則:『當0≦m≦n-1時,兩組線段的m次方和亦相等;而當m≧n時,雖然兩組線段的m次方和不再維持恆等,但在滿足特定的條件下,還是有機會相等的。』

如「藿」至寶−探討藿香薊萃取液之應用

本研究旨在於探討菊科植物紫花藿香薊(Ageratum houstonianum)、白花藿香薊(Ageratum conyzides)及貓腥草(Praxelis clematidea)對於抑菌效果、果蠅趨避、渦蟲斷片再生之影響。研究結果指出:(1) 抑菌的部分,平板塗盤與紙錠擴散法抑菌效果最好的萃取液為三種植株之酒萃;菌液懸浮抑菌效果則為紫、白藿香薊之水萃最佳。(2) 果蠅趨避實驗中,貓腥草的萜類化合物有趨避果蠅之功效,且以乾餾法效果最佳;而紫花藿香薊沸水萃萃取液可用來吸引果蠅。(3) 在組織再生的實驗中,紫花藿香薊水萃有抑制渦蟲斷片生長的現象。所有萃取液中僅有紫、白藿香薊沸水萃與白花藿香薊乾餾萃取液高於控制組之斷片生長長度。

配重圓盤與其倒轉時間的探討

本實驗研究重心偏移的圓盤經旋轉發射後,其重心上翻與轉速的關係。實驗發現偏心圓盤在旋轉的過程中,重心有反覆上翻而又下降的現象,其重心位於上方的持續時間會逐次減少。從歐拉角轉動方程式、摩擦力與能量關係得出角度變化率的關係式,特殊條件下上翻條件為自轉角速度n>nc(臨界角速度),但nc會因進動變快而上升,且n因進動變快及摩擦力損耗而下降,使n低於nc導致重心下翻。另,重心上翻時並無特定自轉角速度,取而代之的是初自轉角速度愈大愈快上翻,即初自轉角速度愈大上翻時自轉角速度亦愈大;而重心偏心率越大能有較穩定的旋轉,也就是重心在上半部的維持時間較長;厚度愈厚其旋轉較不穩定,推測因其無穩定接觸點使摩擦力作用不連續。

〝得來塑〞 --- 海洋微塑粒清除系統之設計

聚乙烯(HDPE與PE)最能被油品吸附,矽油最高吸附PE(68.2%),葵花油吸附HDPE(50.0%),若要使用塑膠,應以聚乙烯成分優先。考量流速與吸附率的迴流吸附係數RAC(Reflux adsorption coefficient),靜態吸附塑膠使用矽油最好,迴流吸附則使用針車油最好。迴流裝置對塑膠回收率:第一次為 86.7%,第二次為 95.8%,第三次迴流為吸附56%,因此利用吸油法吸收塑膠不適合三次以上迴流。廢棄暖暖包因含活性碳,所以使用廢棄暖暖包來固化油品最佳。體積比例為廢油:暖暖包=1:2時,具有不漏油且量最少的經濟效果,固化時間需4~5天即可將廢鐵粉交鋼鐵廠進行後續處理。