第62屆--民國111年

聲音可視化可以協助患有聽覺障礙人士把聲音轉化為看得見。本研究先了解直立薄膜因為光干涉出現的色彩變化原因與特徵，做聲音視覺化的初步探究；再以OnLine Tone Generator軟體輸出正弦波音階與鋼琴音階振動薄膜，分析聲音振動後薄膜顏色的色階RGB數值變化，做為聲音可視化的進一步探究。經由探究文獻與本研究結果，聲音振動肥皂薄膜要達成可視化，我們研究出可以下列條件比對驗證：聲音振動使薄膜外觀顏色出現複雜變化、精細化但可區透過色階RGB分別差異，可重複驗證結果且幾乎無差異，隨頻率改變外觀顏色一起改變。最後我們應用鋼琴振動薄膜可視化圖形編輯小星星樂譜。

本研究旨在探討層雲結構產生上的一些物理機制，一般情況為地表附近空氣經由日照加熱而對流上升，而後與冷空氣混和凝結，我們藉由建立一些相關的模型來探討此一現象，利用水中紊流模擬大氣，設計密度界面模擬大氣中密度層變界面，透過染劑以及雷射誘導螢光等技術來觀察，而後探討紊流穿透界面或與界面上溶液混和時的相關現象，並利用一些計算，例如達西-魏斯巴赫方程或渦量方程式等，去解釋這樣的模型，配合電腦程式輔助分析紊流的速度及形狀等特性的關係,，再用不確定度去評估實驗精確性，連結這個紊流模式與大氣流體中的現象，並可推廣至諸如海底火山噴泉或是工廠汙染物排放。

學校農作區經常出現大量鳥類破壞作物，我們想到利用聲響來驅趕，結果發現生活中常見的波紋管甩動它會發出奇特嘯叫聲。因此，我們想透過實驗了解波紋管它發出聲響機制，並構思可否利用這種奇特的嘯叫聲來驅趕鳥類。研究過程使用不同種類、口徑、長度波紋管測試能否發出嘯叫聲與聲響頻率高低，透過改裝電扇了解波紋管發出嘯叫聲是因為轉動引起兩端管口產生不同壓力差；再以線香煙霧模擬波紋管道內氣流受管壁凸起，形成擾流而發出嘯叫聲；最後改裝廢棄吊扇製成風車帶動波紋管發出嘯叫聲，做出環保驅鳥裝置。

本研究目標旨在透過我們的研究，發展高效能源效率的風力能，使用回收再造（Upcycling）的材料組合環保動力船，撿拾學校周圍環境水域中漂流物，解決校內學生掉落水中的各種球類及垃圾問題。研究結果可知，動力裝置透過文獻探討與實際測量，篩選出半徑35mm、寬15mm的一字形節能風力槳，搭配3D建模一體成形的集風杯使風力穩定、扇葉安全運轉。船體推薦以市售2000cc方形寶特瓶作為浮筒，搭配鯊魚鰭式的導流板有效穩定船雙體船航行。以手機app進行藍芽串列e32Daul智慧晶片，遙控風動力船多方向運動，最後實際下水測試船速、轉向及推動各種球類，撿拾校內水池漂流物。

為瞭解顆粒玉黍螺Echinolittorina malaccana的站立與堆疊，是否真如國外文獻提到，是為了因應夏季炎熱天氣而產生的熱調節策略，我們利用一年半時間進行調查、實驗、探討與分析。 針對顆粒玉黍螺爬行行為，在實驗室，我們發現牠們在靜止水中會有往上爬找隙縫躲藏特性，而人工造浪模擬野外漲退潮的實驗，則發現牠們的主要活動時間會在淹水時，也就是漲潮水淹滿，或是水退時還留有的小水灘。在野外，則利用縮時攝影記錄，牠們分別在面臨乾燥及海水來臨時的行為模式，結果是一致的。 在站立與堆疊的實驗，我們發現溫度似乎只是其中一項條件，但並非絕對，潮汐水位變化、岩石隙縫密度及傾斜狀況等都關係到是否會站立、堆疊，最根本的原因是來不來得及縮進石縫。

Abdilkadir Altinas 提出三角形△ABC 與其垂心三角形△DEF 的有趣問題：若角 A 為 60 度，則角 AH'H 恆為 90 度[1]。本研究推廣此問題，我把垂心換成外心、九點圓圓心、重心，發現都有垂直關係。有趣的是，一般化討論歐拉線上所有的對應點都符合這樣的垂直關係，我先採取綜合幾何方法需逐個問題考慮而沒有共通性，較難找出歐拉線上所有的對應點的垂直關係的充要條件，所以改用解析幾何而給出了一般化的理論，這是本研究的亮點。接下來創新探究由其他形心所構造的垂足三角形之性質，不設定內角為 60 度，分別討論垂足三角形為正三角形（共有兩個）和相似三角形（共有五組，每組兩個），發現原三角形與垂足三角形的重心恆三點共線，其他形心皆無此現象。

本研究主要是設計Invelox2.0的風速增幅系統，透過此系統可以在出口增加風速而達到風力發電。以空氣動力學與簡單的流體力學原理為基礎，並運用AuotCAD、Solidwork軟體設計、雷射雕刻機實作出Invelox2.0風速增幅系統、也使用3D列印機器製作出曲線方式的風速增幅系統，並比較雷射雕刻的系統與3D列印的系統差異性。利用此風速增幅系統來實際比較，Involex2.0風速增幅系統與傳統風速增幅系統之風速情況，並利用風速計測量風速的情況後，發現此本系統優於傳統系統方式。另外本研究使用Solidwork軟體中的Flow Simulation模擬出本次設計概念，在管道突然變窄會產生文丘里效應，並開始聚集且加速。因此，代表本設計風速增幅系統是非常有意義的。

川七為藤蔓植物，以3.5~4小時週期逆時針迴旋盤轉，碰觸物體後即以該物體為支撐快速攀附生長，速率可提升達30倍之多。本實驗探究川七啟動向觸生長的生長素機制。活體(In vivo) X光繞射，發現川七莖體中含多量的IAA，以及較少活性極高的4-Cl-IAA及6-Cl-IAA，且生長素並非以分子的形態，而是串接成週期性排列的晶體形態存在。攀附後，頂芽增生109%的IAA及191%的4-Cl-IAA+6-Cl-IAA，激發快速生長，且較多數的4-Cl-IAA+6-Cl-IAA被輸送到莖的非接觸面，形成彎曲莖體，纏繞支撐體。pH值測量顯示非接觸面氫離子濃度較高，吸收光譜則顯示非接觸面含有較多擴張蛋白，利於細胞壁的延長。本實驗由分子層面了解川七受到機械刺激時，如何引發向觸快速生長以及不對稱性生長。

文獻研究發現，藻類擁有一種特殊的胺基酸—Mycosporine-like amino acids (MAAs)，能夠吸收UVA和UVB，抵抗紫外線的傷害。本研究利用不同溶劑來萃取日常生活中常見的藻類，期望能探尋出具最佳抗UV功效的藻類萃取液，進而調配出具防曬效用的自製防曬聖品。 研究發現，不同的藻類要萃取出最具抗UV的成分所需的溶劑種類與比例會有所差異，利用50%的乙醇萃取紫菜8小時所得萃取液相較於海帶芽、昆布、礁膜和石蓴，甚至是富含花青素的葡萄、火龍果，具有更好的抗UV功效。進一步利用紫菜萃取液自製防曬乳，在未添加二氧化鈦下便具有一定程度的防曬效用，且只需添加少量比例(約2%)的二氧化鈦(市售約為10%)，便能達到與市售防曬乳相當的抗UV成效，具研究發展價值。

本研究於2021年8月至2022年5月進行，採砂地點北至宜蘭蘭陽溪口，南至台東太麻里，我們利用室內觀察以及野外考察等方式進行研究。 磯崎灣、鹽寮廟以及都歷砂灘明顯有發亮的砂石顆粒，鐵砂含量多，磁鐵砂量也多，經顯微鏡觀察，發亮的砂石應屬於磁鐵砂。加路蘭溪出海口砂石鐵砂含量近乎80％，且加路蘭溪山壁岩層標本含鐵量78.6％，對比地質圖後，此山壁屬於八里灣層中泰源段的岩層，此層屬砂頁互層的沉積岩層，磯崎灣的鐵砂可能來自泰源段；而研究區屬於火成岩區的都巒山層，含鐵量及磁鐵量高，尤以綠色火成岩及輝長岩為最，所以暫時推論磁鐵砂多來自火成岩。