第61屆--民國110年

全臺魚塭因全天候用電開啟的增氧機衍生非常大的費用 ，我們可以利用魚塭的水和風力製做綠能水車增氧機來節省電費。 本實驗主要製做打水曝氣系統，包括 : 八葉垂直型風車、阿基米德汲水器、垂直式阿基米德螺紋葉風車、水車，各個裝置之間可以有效地動力轉移。 以管長、噴水口寬度、輪軸比、長寬比等變因測量整個系統的噴水量及轉速，藉以評估一個有效的打水曝氣系統。 研究結果顯示：阿基米德汲水器的管長越長得到越高的灑水水柱，噴水口越寬得到水柱的水量越大，輪軸比及長寬比越大的風車能造成整個系統的轉速提升、噴水量變大，合力的結果使水車得以有效的打水曝氣。 我們成功製做出一個有效結合綠能(水力、風力)的打水曝氣系統。

本研究運用多元的科技方法研究行道樹之規劃。先利用實際測量了解有無樹蔭對地表溫度之差異，再以NDVI數據資料探討六都種樹情形。算樹實驗過程以小型空拍機拍攝市區常見的樹種行道樹，運用ImageJ及IC_Measure程式軟體分析、計算樹冠、樹冠幅、樹冠幅蔭等面積，探討樹蔭大小和遮陽的關聯性，發現樟樹能提供較多樹蔭達降溫效果，是栽種行道樹的最佳選擇。最後自製道具實際模擬，得到最佳植樹高度公式為LH+Wtanθ(單位:m)，其中W:要遮住的路寬、LH:樹木枝下高、θ:當地12點太陽仰角，藉「算樹實驗」可配合各地區的太陽仰角角度，計算不同時段的樹蔭面積，系統化規劃各地最適宜植樹高度，如在北回歸線位置6m寬的道路旁建議最低樹高約為12m。

我們利用西卡紙製作不同孔徑與筒長的聚音筒裝置以控制聲波前進的方向並提高音量，並以筆電及軟體(VB_generator)控制輸出聲音的頻率及音量找出較適合的輸出功率(30%)，接下來利用分貝計測量各種孔徑與筒長的聚音筒在不同頻率與距離時的音量，且找到間歇性的噴射氣流與音量振盪之關聯性，得知聲波滅火可能與噴射氣流及聲波為疏密波有關。 從研究三到五的結果發現孔徑4cm的聚音筒效果最佳，而筒長越長出現最強噴射氣流的頻率越低，筒長25cm時為40Hz、筒長20cm時為45Hz且為本實驗中最強的噴射氣流。 製作新型聲波滅火裝置，研究後發現喇叭直徑越小，產生最大噴射氣流的頻率隨之變大；距離3cm且頻率在230Hz時擺角為最大值29.2˚，根據新型聲波滅火裝置的滅火效果測試，頻率為220和230Hz的聲波將蠟燭熄滅的距離最遠為36cm。

本專題設計一個音樂展示書架，結合射頻無線傳輸技術(RFid)感應在音樂CD上的射頻標籤，再透過低功耗藍芽傳輸技術(BLE)來傳輸資料給樹莓派媒體中心，透過資料庫程式去搜尋無損音樂庫中相對應的音樂，最後以高傳真數位類比轉換器(HiFi DAC)還原聲音的類比信號再傳輸至真空管擴大機。以既方便又無損害音質的方式來呈現大家所熟悉的藍芽音響。同時為了讓這項商品能夠應用在商業展示場合與藝術人文空間，我們讓播放音樂就如同向大家展示一張音樂CD一樣，只是將之放置在一個木質書架。且為了讓書架不需要插電或是充電，我們採用低功耗的藍芽傳輸並配合深眠模式，做出僅使用室內光源就能夠使用的智慧書架，更適合安置在一些不希望電線裸露出來的藝文空間。

我們對於製作平面薄型喇叭單體產生興趣，在詢問老師後發現，大多數研究喇叭的文獻都是以音箱的探討為主，對於單體的著墨實在不多，也讓我們在設計實驗時產生許多困難，在困難一一排除以及實驗進行後，我們分別探討了單體中線圈的纏繞規格與方式、外部磁力以及振膜材質等因素得到以下結論：最佳的喇叭單體配置包含，喇叭線圈最佳配置：第一選擇為26號鍍銀線、匝數45圈、中心直徑0.4 cm、線材間距1 mm；第二選擇為27號漆包線、匝數45圈、中心直徑0.4 cm、線材間距1 mm。其餘組成最佳配置：磁鐵三顆、喇叭與磁鐵距離1 cm、振膜為紅色絕緣膠布。

本篇探討「單寧酸｣做為生物農藥的可行性，結果發現偽菜蚜體表蠟粉被破壞，單寧酸接觸後具一定程度立即致死能力，生物農藥測試組(乳化劑+油+3%單寧酸溶液)立即致死率69.5% (10min)。生物農藥測試組和噴水組之農作物質量表現，無達到顯著差異( p>0.05)，顯示生物農藥試劑對作物生長影響不大；以分光光度計分析，作物與環境土壤均無殘留，且作物易洗淨。生物農藥試劑對於不同科害蟲，以葉蟎致死率最高，為86.3%，而對蚜蟲及介殼蟲則分別為71.3%與61.6%。野外測試發現生物農藥試劑之驅蟲率，D1已達96.1%，而D2則達98%，D3達100%。吸食試驗顯示，生物農藥測試劑組對蚜蟲致死率約90%，顯示本生物農藥試劑不僅具立即接觸毒殺，也兼具長效吸食毒殺的效果。

本研究利用藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy, BLE）裝置、Arduino IDE程式、ESP32微控制器等，製作一套室內定位裝置，如家中為四房，只需一主機、四偵測器，利用家中的網路孔連接，就可以藉由主機知道家中成員的所在位置，萬一他（牠）們進入危險區域時，會發送LINE訊息及警示音，提醒使用者。

塔比星是一顆位於天鵝座的恆星，他的光變曲線同時擁有不對稱性以及大光度變化，常常是天體物理學家的研究對象。在這份報告中，我探討塔比星的基本屬性，我也使用樂高作為為硬體結構的主要構成部件，以Scratch3.0做為控制用的程式語言，在此基礎下，開始設計與建立恆星系模型。我會用此模型模擬各種光變曲線的可能性，包括校正整體的光變曲線、模擬兩顆行星同時掠過塔比星的光變曲線實驗以及聯行星掠過塔比星的光變曲線實驗。我也會將這些內容，與克卜勒(Kepler)太空望遠鏡所觀測到的數據做比較，在其中也有使用『宇宙沙盒』做出一個塔比星系的模擬。

以仿生魚尾鰭做為船隻推進裝置，探究對船隻運動的影響。用自製船體拍攝其運動影片加以分析，依各實驗探究目的比較其平均速度、波峰加速度平均值、平均或最大推力。仿金槍魚與仿石斑魚尾鰭各在適當的軟硬材質、擺動幅度及頻率下可得最大推力。考慮船舶使用情境的多元性，故選用形狀介於兩者間的中間型尾鰭，配合渦流觀察，進行後續探究，結果發現：以1/2前翼展2.5公分、中軸長4公分的尾鰭，加裝12公分木籤作為連桿，可有效提升船隻的平均速度及最大推力。比對渦流運動得知尾鰭推力與渦流完整度，噴流效果相關。加裝適當破阻裝置能有效降低阻力，使前進合力顯著提升。由雙尾鰭實驗得知兩尾鰭相反位相擺動可同時提升船隻平穩度及推力。

每種物質都會結晶嗎？它們的結晶形態都相同嗎？在偏光鏡檢下是否都能呈現旋光性？如何培養出鹽的大結晶？鹽的結晶能做什麼應用呢？本研究利用自製的偏光顯微鏡和科學maker手機偏光顯微鏡的觀察得知：不是所有物質都能產生結晶，像白醋、米酒、蛋白、麥芽糖等無法產生結晶，而能產生結晶的鹽和醬油類沒有旋光性；糖、味精、紅酒和清潔類物質則有不同程度的旋光性。每一類的結晶形態也都不相同，可以用來判斷溶液中可能含有什麼成分。實驗中還發現，容器中的細小鹽結晶會跟主要培養的晶體競爭鹽分子，勤於更換容器才能養出大結晶。利用鹽的結晶可以做成具有療癒效果的偏光萬花筒、鹽燈、晶洞和鑽石樹等。