全國中小學科展

第63屆--民國112年

方形建築師之聯想-探討路徑與面積之關係

本研究旨在探討不同邊長比的方形上,改變路徑出發角度、改變路徑出發的起始點時,路徑轉彎次數、路徑長度和經過格子點次數之關係。首先在方形長:寬=m:n,路徑從方形的左下角出(入)口為起始點,以角度tanθ=1、tanθ=2和tanθ=3之方向出發,討論路徑轉彎次數、路徑長度和經過格子點的次數,進而延伸推論當以角度tanθ=y/x之方向出發時路徑轉彎次數、路徑長度和路徑經過格子點次數的數學關係式,接著在方形長:寬=m:n,從方形左下角出(入)口向右移動1格、向右移動2格為起始點,以角度tanθ=1之方向出發,討論路徑轉彎次數、路徑長度和經過格子點的次數,延伸推論從方形左下角出(入)口向右移動h格為起始點時,路徑轉彎次數、路徑長度和路徑經過格子點次數的數學關係式。

入侵種斑腿樹蛙對彰化青蛙多樣性的影響

利用夜間調查與Excel資料分析2008~2023年1月的資料顯示,彰化平地黑眶蟾蜍最易見,其次為澤蛙、斑腿樹蛙、貢德氏赤蛙等8種。而淺山地區依序為拉都希氏赤蛙、黑眶蟾蜍、澤蛙、貢德氏赤蛙、斑腿樹蛙等15種。分析黑眶蟾蜍、澤蛙、斑腿樹蛙與貢德氏赤蛙,牠們鳴叫的季節與環境非常類似,顯示可能有繁殖或蝌蚪上的競爭。探討彰化在斑腿樹蛙入侵前後青蛙種類與數量的變化,發現平地的貢德氏赤蛙在數量與分布上都明顯變少,淺山的貢德氏赤蛙與布氏樹蛙的數量似乎也變少。利用夏農生物多樣性指數來進行各年分析,其變動與中部年雨量有一致性。進一步利用兩棲類調查志工的資料分析全台斑腿樹蛙入侵區32個樣點中,有16個有貢德氏赤蛙減少的現象,需要後續持續追蹤。

切割方程

皮納姆的吃餅精靈是我們偶然間發現的遊戲,此遊戲在正六邊形的棋盤上,兩位玩家輪流取一整排相連的棋,取到最後一個棋的人即獲勝。在正六邊形棋盤下,先手玩家的必勝策略是很明顯的。因此本研究之目標為在等角六邊形棋盤上,對於先手玩家獲勝的策略探討。我們在兩位玩家追求獲勝的前提下,以不同的取棋總步數類型(取棋步數必為奇數步、取棋步數必為偶數步、取棋步數為可奇可偶)來分類盤局中常出現的殘局,進而定義不同的Region Number,並定義AreaNumber來代表盤面上各類殘局數量狀況,結合兩者綜合分析各類殘局數量與取棋步數奇偶性,從而推論出先手玩家掌控取棋步數的奇偶性之策略,找出先手獲勝的方法。

醇醇欲動滑油滋-利用馬蘭戈尼作用探討苦茶油純不純

我們選用八種油品與兩種醇類做液滴擴散實驗,發現異丙醇擴散速度過快,所以選用乙醇進行後續實驗,並加入中性藍色顏料作為染劑。再以四種乙醇濃度(95%、90%、85%、80%),對不同油品進行液滴擴散實驗,發現苦茶油加入乙醇液滴不會散開,其他油品在滴入95%乙醇時,液滴擴散面積最大,其他濃度的擴散情形則表現不一。我們以三種市售苦茶油進行實驗,發現液滴皆不會有擴散的現象,但加入大豆油混合時,當混油的多元不飽和脂肪酸高於10%,就會有擴散情形,另外,我們利用豬油加入大豆油中,當多元不飽和脂肪酸低於10%就會有液滴縮回的情形。因此我們認為可利用85%的染色乙醇來判斷苦茶油的純度是否達94%以上。

太陽能智慧儲能探究與改良

近年來,政府積極推動綠色能源,太陽能光電也愈加廣泛地被使用,但市售產品仍存在一些缺點,包括電源轉換易出現空窗期,導致兩電力無法接續迫使電器無故被關機。而逆變器是系統中最易故障設備,常以定時、光控或手動方式延長壽命不僅不人性化,當遇故障遠端者也不會第一時間得知,且須返回以人工切至市電才有電力可用。此外,目前流行以鋰電池當作儲存設備,若不幸遇充電管理異常會導致發熱膨脹有危險疑慮。上述問題逐一分析融合智慧、監控、管理、便利與實用五大面向,尋求最佳的改善方式,共同打造更好的綠能環境。

丁香樹皮萃取物 Syringin 在巴金森氏症動物模型效用之評估與機制探討

巴金森氏症是好發於老年人的退化性神經疾病,在高齡化的台灣社會,是未來急需重視的老年疾病。本實驗以秀麗隱桿線蟲為實驗對象,利用6-OHDA分別引發BZ555、NL5901、DA2123與N2品系之線蟲的神經退化,探討丁香樹皮萃取物 (Syringin) 作為治療巴金森氏症候選天然藥物的可能性。實驗結果顯示,Syringin能修復退化的多巴胺神經元,降低α-突觸核蛋白聚集、ROS含量與提升存活率,且能促進細胞自噬並改善運動行為。另一方面,透過pdr-1與Sir2.1基因缺陷的線蟲探討Syringin參與的訊息傳遞路徑,我們認為Syringin透過激活Sir2.1-PINK1-Parkin通路來促進自噬,恢復退化的多巴胺神經元,保護細胞不受6-OHDA的破壞。此結果能對後續治療此疾病提供可能的替代方案,解決未來台灣高齡化社會所面臨之老年人健康問題。

開闔有度聚散離奇

在「拼組相同剪刀、剪刀組能完全開合」條件下,我們發現若4段臂兩兩等長,則能拼出直線行進剪刀組;若 軸心不在2臂中點,則能拼出弧線行進剪刀組;若4段臂不全等長,則能拼出斜線行進剪刀組。 將弧線行進剪刀組頭尾相拼,形成封閉剪刀組,當其剪刀間形的變化是三角形時,內圈會圍成正n邊形,我們能依此算出在平面中,拼成封閉剪刀組所需的剪刀數量。在彎曲臂剪刀部分,只有當彎曲臂夾角皆相等,且夾角為正n邊形一內角度數時,才能拼成封閉剪刀組,其能在平面中朝圓心、圓周作變動,但不能像直線與斜線行進剪刀組般能無限網狀拼組。 拼組、操控剪刀組能增加面積、體積或折疊縮小,將此應用在太空科技中,能節省運送太陽能板的空間。

連鎖遠端研發助手

本研究旨在利用遠端工作和物聯網技術開發名為「連鎖遠端研發助手」的研發裝置。通過以連鎖烘焙為範例進行測試,探討其可行性和時效性。該研發裝置具有以下優點: 1. 多人多地共同研發:減少人員奔波和交通住宿費用,有效結合人力相互支援,快速達成目標。 2. 共享與同步資訊:快速修正研發缺失,及時彌補缺失,完善成品。透過物聯網技術,快速分享配方至各連鎖商店,協助製作出品質一致的優良商品。 3. 提升研發效率:通過APP操作遠端伺服機器,擴大遠端工作範圍,快速獲得產品數據。有助於研發人員更容易取得成果,快速推動該產業發展。 本研究結果顯示「連鎖遠端研發助手」具有可行性和時效性,未來有望成為研發平台,協助產業發展。

Stewart's Theorem的推廣及相關探討

本文主要探討:在頂角為 ∠A、腰長為 AB=l 的等腰三角形 ABC 中,給定 t,滿足 (PA²-l²)/(PB×PC)=±t 的所有 P 點的軌跡方程式及圖形,我們得知: 一、t=1 時,其圖形為直線 BC 與 △ABC 外接圓的聯集。 二、0<t<csc(A/2),但 t≠1 時,其圖形為兩圓:圓 C1、圓 C2。若設圓 C 是以 A 為圓心、l 為半徑的圓,則圓 C1 對圓 C 的反演是圓 C2。 三、t=0 或 t=csc(A/2) 時,其圖形為一圓。 四、(PA²-l²)/(PB×PC)=t 對圓 C 的反演為 (PA²-l²)/(PB×PC)=-t。 再者,我們研究等腰梯形的情況,其圖形為圓與形似「德.斯路斯蚌線」的聯集。我們說明等腰三角形是等腰梯形的極限狀況。 更一般地,我們探討任意三角形,得知其圖形為圓與雙曲線的聯集。

藍已去除–探討二氧化鈦奈米線在不同製程下對亞甲藍的降解效果

本研究是探討將P25二氧化鈦改質成奈米線,其製程在可見光照射下對亞甲藍的光降解效果(10mg奈米線降解20ppm、15mL亞甲藍溶液)。首先我們在五種不同水熱溫度中找出最佳製程溫度,接著以不同的水熱時間找出最佳製程時間,最後發現以TiO2/180℃/18hr為最佳二氧化鈦奈米線製程條件,在可見光照射下降解率達41.7%。接著以此二氧化鈦奈米線作為載體,添加1.0%的銅、銀、鐵,發現添加銀可提高其降解率。最後以銀作為添加金屬,改變濃度製作觸媒,發現以1.0%的銀為最佳製程條件,降解率為60.4%。另外我們對觸媒進行XRD、SEM、PL、氫氧自由基檢測、BET、DRS分析、觸媒回收率、二次降解及日光降解之效果。我們發現觸媒回收率可達94.2%,二次降解效率可達99.0%與94.0%。