第65屆--民國114年

為了解蟲菌穴分布特性與影響因素，我們以四十種木本植物為研究對象，先觀察各種葉片是否有蟲菌穴及數量多寡、歸納出六種類型、確認內部構造，並確認穴居生物以螨類為主；再分析親緣關係、不同脈型的影響；最後探討不同葉片大小、樹冠層高度及內外層、葉片成熟度等因素對蟲菌穴數量及型態的影響。結果發現，並非所有木本植物有蟲菌穴，脈型的影響較親緣關係明顯。平行脈都沒有蟲菌穴；側脈有較多分岔，蟲菌穴數也較多。種間葉片面積大小與蟲菌穴數無明顯相關。但小葉欖仁和茄苳的主脈長度與蟲菌穴數量皆呈顯著正相關。樹冠層越高、越外側，則蟲菌穴數越少。茄苳幼與成葉的蟲菌穴數也有顯著差異。茄苳葉在不同時期及不同部位的蟲菌穴型態都不相同。

在傳統的反應速率實驗中，反應速率常以質量減少、體積變化或顏色變化等物理量作為指標。然而這些方法通常需仰賴精密儀器或誤差較大，又或者耗時較長。本研究嘗試以氣體生成反應中產生的氣泡聲頻率作為分析依據，結合聲音分析軟體 AUDACITY，從氣泡震盪頻率觀察反應速率及計算推導反應級數大小。此方法不僅器材簡便，也具備低成本，能提供 一個簡單快速測量反應級數的方法。

本研究探討在電解水過程中，添加非電解質（如蔗糖與甘油）對離子移動速率的影響。實驗以硫酸鈣粉筆為水溶液載體，搭配廣用指示劑觀察電極附近的顏色移動，分析離子的遷移行為。結果顯示，糖與甘油皆使離子遷移速率隨濃度上升而下降，原因包括溶液黏滯性提升、水合作用與分子的碰撞阻擋，使得離子移動速率變慢。 本研究並進一步比較甘油、葡萄糖與蔗糖三種非電解質的影響效果，結果顯示：儘管甘油溶液的電阻高於葡萄糖，但離子在甘油中移動速率更快，推測與甘油較小的分子結構、較弱的水合作用，以及特殊的潤滑性有關。此結果挑戰「電阻越大，離子移動越慢」的直覺印象。

研究主要在製作出具可塑性的材料，形塑成不同樣式以自製成摩擦起電的裝置，得以有更廣泛的應用。歷程中，研發了鑄模裝置、摩擦起電裝置、驗電器和測耐用性方法，以進行探究。在測試生活中多樣具可塑性的物品後，發現橡膠是不錯的材料，因此我們利用市售膠鑄模成多種膠膜，發現含 PVA 的材料和矽膠適合用來做成摩擦起電的材料，接著我們利用PVA 膠和矽膠，添加不同物質，自製複合可塑性材料，探討何種材料互相摩擦之後，可以形成較高的電力。發現史萊姆膠添加硫酸銅，和矽膠添加聚四氟乙烯粉有最佳的效果，且可以形塑成薄膜、立體狀或塗抹在物品上，能夠吸 引 多樣的物品。最後將自製複合可塑性材料，做成摩擦起電吸引塑膠微 粒、煙霧裝置，進行實際應用。

本研究的目的是探討巧克力遊戲，切到剩1塊巧克力，對方無法再切時，就贏得遊戲，巧克力紙板的形狀及尺寸與遊戲獲勝的關係。 研究結果發現：巧克力紙板是正方形，後行者切出正方形給先行者，就會贏得遊戲。若正方形的邊長為A，先行者切給後行者n條，先行者贏的比率的分母為(A－1)＋(n－1)2，分子為(A－2)＋(n－1)2。 巧克力紙板是寬為A，長為B的長方形，先行者切出正方形給後行者，就會贏得遊戲。若A≦2，後行者贏的比率的分母= A＋B－2；若A＞2，後行者贏的比率的分母=A×(A－2)＋B。 此遊戲獲勝的關鍵是｢正方形｣，先行者或後行者只要能切出正方形尺寸給對方，就會贏得遊戲。

本研究探討乘法賓果雙人對戰遊戲的設計原理與對戰策略。 探討問題與獲致結果如下： 一、正整數1～c兩兩相乘所得乘積總個數，找出計算公式。≤500只有7個c恰可組成正方形棋盤。重複的乘積，其最大質因數≤𝑐/2。 二、由棋盤邊長n和m數連線，可計算出棋盤各位置的賓果組合數量、及可與之賓果的位置數量，且可判斷合適的m值。 三、按照數字大小排列邊長≤6的完美棋盤，都是先手較占優勢的不公平棋盤。對戰策略包括：取得棋盤中央位置、選擇平方數、賓果係數較高，考慮可連跳乘積數的相關性質、倍數位置分布等。 四、設計公平棋盤並用不同方法驗證。 五、編寫程式，找出可排成較大正方形棋盤的數，且模擬隨機對戰，找出雙方勝率，以驗證棋盤的公平性。

本研究探討自然聲音對植物生長與防禦機制的影響，並評估「聲音農藥」在農業中的應用潛力。我們測試了流水聲、雨水聲對黑豆發芽與植株生長時其根生長向性的影響，以及蟲啃咬聲對小白菜葉片被害程度及防禦機制的影響。結果顯示，在流水聲與雨水聲環境下，黑豆植株的根部傾向於朝向聲源方向生長，尤其在缺水環境下更加明顯，顯示植物可能利用聲音信號調控根部生長方向。此外當小白菜暴露於蟲啃咬聲時，其揮發性有機化合物（TVOC）釋放量增加並有效降低紋白蝶幼蟲的啃食行為，證明聲音刺激可觸發植物的防禦機制。 本研究的發現支持了聲音可作為非侵入性環境因子來影響植物生理反應，並為未來發展環保型農業防治技術提供了新的視角。

本研究以台灣大蟋蟀（Brachytrupes portentosus）為研究樣本，選定苗栗縣竹南鎮崎頂子母隧道作為研究樣區，探討族群數量變化與生態習性。將樣區劃分為A、B、C三個，並於2023年7月至2024年12月進行一年半的觀察記錄。結果顯示，台灣大蟋蟀的洞穴數量會隨季節與環境條件變化。春季平均孔洞數為35（個/月），夏季增至51（個/月），秋季則降至7個（個/月），冬季回升至16個（個/月）。數據顯示，秋季孔洞數量最少，推測與成蟲繁殖週期有關；夏季為終齡若蟲活躍期，孔洞數量達到最高峰。此外，飼養觀察發現台灣大蟋蟀具有藏食行為，會將食物帶回洞穴內食用，甚至將部分食物堆置於特定區域。這項發現顯示台灣大蟋蟀具備特定的食物儲存策略，對其生態適應性與行為提供新的研究視角。

本研究探討因娛樂導致的睡眠延遲，對學習記憶、社交傾向及任務執行的影響。首先以線上問卷調查國小中高年級及國中學生，了解睡前娛樂項目與頻率，以及自我評估對睡眠、學習與社交的影響。接著規劃小鼠睡眠干擾實驗，分為正常睡眠、環境探索、飲食吸引與藍光刺激四組，並透過水迷宮、Y迷宮、物體辨識、社交偏好及築巢任務，觀察其學習與社交行為。問卷結果顯示，逾五成學生認為睡前娛樂不會影響睡眠、學習或社交能力，但小鼠實驗結果顯示，受到睡眠干擾的組別在成長、睡眠、學習記憶、社交傾向與任務表現皆顯著下降，尤以藍光組最為明顯。本研究證明，睡前娛樂會對小鼠學習與社交產生負面影響，並為探討青少年睡眠與認知問題提供重要實驗基礎。

探討果凍效應與捲簾快門間的關係及其應用，動機源自雨刷在錄影時產生變形，研究目的包括：（一）「測量LED燈閃爍頻率」，作為計算感光元件掃描速度的依據。（二）「測量不同攝影設備的掃描速度」作為後續測量的依據。（三）「探討如何運用捲簾快門測量快速變化的物體」（明暗變化、轉動、振動）（四）嘗試以捲簾快門記錄聲音振動，呈現可視化聲波形狀。研究發現不同設備的掃描速度不同，也影響變形程度，選擇合適的設備可減少影像扭曲或更適合測量不同變化速度的物體，證明捲簾快門可作為測量光源閃爍頻率、亮度變化、風扇轉速、弦樂器頻率的有效工具，也能捕捉聲音的「形狀」，拓展其於科學測量與攝影領域的應用價值。