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第46屆--民國95年

強強滾-沸騰氣泡與氣體測溫的研究

水的沸騰是一個很平常的現象,但卻隱藏了許多深奧的學問。本研究配合牛頓版自然與生活科技第五冊第三單元奇妙的水,第六冊第一單元物質與熱,延伸深入探索水的沸騰現象,觀察水加熱時氣泡的大小變化、上升的速率及路徑、不同氣壓下的沸騰溫度等,並試圖以強制氣泡的大小和冒泡的頻率來測量水溫,最後發現容積固定的燈泡球內,氣體熱脹冷縮的體積、壓力都隨著溫度而成比例變化,因而成功的自製一個玻璃球氣體溫度計,搭配毛細管則靈敏度更高。

操盤手全面翻紅

本文試著討論,在一個 3x3 的棋盤上放置九個兩面棋(一面為紅色、一個為黑色),規定其中任何一個棋子翻面時,則與它相鄰的棋子也必須同時翻面,依照這個規定,我們要研究:翻那幾個棋子才能過關?我們先以 2x2 棋盤,來看看會有什麼蛛絲馬跡?在一面歸納一面嘗試之後,發現 3x3 棋盤快速過關的祕訣,以及那些棋子翻動後就無法過關。另外,如果棋盤擴增為 4x4 或 5x5 時,我們試著先翻棋盤上對角線的棋子,全面翻紅的成功率比較高,在尋找 4x4 或 5x5 的過關翻法時,我們察覺到 4x4 棋盤過關翻法的前幾步與有規律的一直下去,那我們真的就是無敵「操盤手」。

風吹沙—草漯沙丘粒度及鐵礦砂含量分析

草漯沙丘群位於桃園縣沿海。砂丘群東西延長約8公里。其外緣長寬約數十至數百公尺的砂灘。單獨的砂丘走向為東北東,與冬季盛行東北季風呈現一小夾角,主要為風積作用形成。本研究取草漯沙丘表層、垂直方向沉積物,以及附近海灘表層之沉積物。利用過篩、磁鐵吸附的方法,分析沉積物粒度分布情況及磁鐵礦砂含量變化,藉此了解其相關性。依據沙丘表層顆粒分布,沙丘面海一側中段,所受風力應最強。沙丘頂部附近磁鐵礦砂含量變化大,可能因為風的侵蝕作用造成密度大的磁鐵礦砂富集造成。沙丘面海面對北方一側採樣點,沉積物粒度隨深度變化週期明顯,可能與季節性風向、風力變化有關。

明德水庫集水區次生林植群之研究

本研究目的在分析明德水庫集水區低海拔天然林的林分組成和森林結構。研究區為三尖山及八卦力山,海拔高度 100 至 1001m,總計調查分析 161 個樣區,每個樣區大小為 10m ×10m。研究區內共記錄 347 種維管束植物,分別為蕨類植物 17 科 35 種,裸子植物 2 科 4 種,雙子葉植物 80 科 267 種,單子葉植物 15 科 41 種。降趨對應分析(DCA)的結果顯示海拔高度和地形是影響植群分佈最重要的因素。經雙向列表比較法(TWINSPAN)分析後,植群分為五個植群型及四個亞型,分別為:Ⅰ.大明橘-長尾栲型; Ⅱ.厚殼桂-豬腳楠型; Ⅲ.相思樹型;Ⅳ.九芎-大葉楠型:Ⅳa.千年桐-大葉楠亞型 Ⅳb.澀葉榕-大葉楠亞型;Ⅴ.軟毛柿-鵝掌柴型 :Ⅴa.紅皮-鵝掌柴亞型 Ⅴb.青剛櫟-鵝掌柴亞型。分析本地區之木本植物胸高直徑大於或等於 1cm 的種類之歧異度,Simpson 歧異度指數平均為 0.8821,Shannon 歧異度指數平均為 2.4992;均勻度指數平均為 0.8982。研究區優勢樹種重要值如下:鵝掌柴 (5.40)、豬腳楠 (3.16)、山黃麻 (2.99)、山紅柿 (2.99)、五掌楠 (2.44)。分析各林型之族群構造,大部份之優勢種如楠木類均呈反 J 形分佈,表示此植群具有自行更新能力。若不再受干擾,未來可能演替為楠櫧類之闊葉樹森林。

跟電磁爐玩遊戲

偶然的一個晚上,突發奇想,把一個裝有燈泡的線圈放在電磁爐上,本是無意,但誰知燈泡卻一閃一閃的亮了起來,好奇心也隨著這亮光漸漸冉冉上昇,加上自然課上到電磁作用電磁鐵,於是想將電磁爐為科展的研究方向,進一步探討。我們研究的結果如下:電磁爐表面有磁力,中間才有電磁感應,表面溫度 23 度上下,最適用的器具是鐵鍋。氯化亞鈷溶液變成藍色,證明電磁爐有渦電流作用,電磁爐必須經過鐵製品才能測得渦電流,鐵片切開不影響渦電流的效果。電線長短和數量會影響燈泡發亮,。同樣數量的燈泡配上較長的電線,燈泡會較亮。電線圍成不同面積發亮情形不同,電線圈數不同,亮度也不同。

數獨酷-程式設計

藉由檢視市面上流行的數獨書籍,統計分析數獨的組成結構及其相關模式。研究探討數獨題目的數字出現個數、分布情形及其對難易程度的影響,並且引用拉丁方陣的結構特性來進行數獨規則的研究,依據所研究規則運用於數獨程式的開發,並由電腦迅速產生數獨題目,這些電腦產生的數獨題目所具有的特性,是有別於市面上流行人工設計數獨問題的。經由這個研究,將數獨程式設計的原始碼公開,以提供進一步探究更深入數獨問題的基礎。

以彈性體模型評估心血管疾病之新方法初探

我的研究工作有三項重要成果:第一,根據物理學的彈性體振動模型發現:主動脈硬化的定量分析可由測量主動脈相對於心臟運動的延遲時間明確得知,且可用臨床使用的心臟超音波儀器直接進行測量,同時上述之延遲時間確定可由體外的胸前超音波掃描(TTE)準確測得,免除受測者的不適,及避免副作用,使得此一新方法更具方便、普遍的優點。第二,由自製的「彈性體模型」所得數據與由超音波影像所得結果相吻合,且流體的黏度不影響延遲時間,印證此新方法是可靠的。第三,本方法與臨床用的血管造影術、血管脹縮速度測量;及醫學研究用的 WK Model做比較,發現此新方法具非侵入性、能早期診斷、能定量分析、不需接觸病人、鑑別度高、可分辨性等優點,值得推廣。

金門太湖之淡水蝦(擬秀麗白蝦 E. modestus)搜餌行為的研究探討

一、 秀麗白蝦 E. modestus (Heller, 1862)頭胸甲光滑,不具肝刺但具有鰓甲刺,是本屬重要分類特徵。額角超過第二觸角鱗片末端,眼窩前呈冠狀隆起。第二步足對稱,略大於第一步足,體色通常呈半透明。二、 在其生活史中,幼苗可在無鹽分之水域中完成變態、成長,屬陸封型。在台灣主要產於西部湖泊水庫中,在北部的湖泊幾相當罕見。在西部以日月潭最為大宗,環潭周圍的山產店販售之炸溪蝦,便是以這一物種為主。三、.本物種喜歡棲息於沙泥底質之湖泊,以攝食底泥中之有機碎屑及藻類為主。

翻落山頭的火燒風-台東焚風探究

利用中央氣象局之氣象資料,針對台東地區之颱風引發焚風案例進行分析,發現台東地區因颱風引發焚風之次數較其它地區多;焚風發生時,氣溫和相對濕度有較一致的變化,風向以西-西南風為主,但台東各地發生焚風時在時間順序和強度上有差異 類和 2 類之侵台颱風路徑最常引發台東焚風,台東發生焚風時,颱風中心位置之可能範圍約在北緯 23 度 40分至 25 度 30 分間、東經 120 度 0 分至 121 度 50 分之間;地形因素可能是造成台東地區焚風次數較多、以及大武之焚風現象常較輕微的原因。

無線網路視訊遙控車

視訊遙控車是由一台主控端(下圖左)電腦透過無線網路(目前使用 WiFi)來控制遠端車體端(下圖右),車體端搭載筆記型電腦,車體端經由 printer port(印表機埠)控制車體之方向、前進、後退、聲光,經由筆記型電腦的視訊攝影機(Web Cam)傳回主控端,主控端可經由遠端傳回的路況使用鍵盤或滑鼠來操控視訊遙控車。透過無線網路的好處是可用很小的功率及經費連上網際網路,本研究視訊遙控車控制距離可達世界各地,不像一般 RF 遙控車最多只有數百公尺遠。若使用多 AP 的「漫遊」模式,遙控車的活動範圍可無限擴充。