第49屆--民國98年

本文分析中央氣象局1999 至2008 年間六年的花蓮港實測資料，排除颱風暴潮的影響後，討論月相變化、月亮仰角、太陽仰角及月地距離等變因對潮位變化及延遲時間的影響。運用統計法，將各月相同相位的潮高和高潮間隙進行疊加平均，以比較月相變化的影響。在全年月相疊加平均潮高中，發現每天的兩次滿潮潮高約相同，且朔和望的滿潮潮位相近，表示排除其他因素，朔、望滿潮應相同。另外，高潮間隙在望和朔時較小，上、下弦月時較大，可能是因為朔、望時引力有加乘的效果，故延遲較少。分析比較不同季節、月相及日、月仰角的潮位，由此而知，月上中天所引起的潮位變化和月前滿潮較為吻合，因此我們認為海底黏滯力很可能使滿潮延遲180 度以上。

由我們所學三角形的『邊長關係』、『全等性質』、『面積公式』，進而討論到四邊形、n邊形。並利用逐步推理的方式，由特殊四邊形推到一般四邊形的面積公式，而從一般四邊形公式可知圓內接四邊形為最大，越退化成三角形或一直線時面積越小。最後依我們的研究方式推測n邊形給定邊長之最大面積範圍及面積極小值。

當有一數字不完全一樣的四位數，進行r進位( rd3 )Kaprekar’s operation時至少有一Kaprekar constant或封閉迴路，經分析，若Kaprekar constant存在，則可分為14種情況討論，發現到只有當r＝4、5t時才存在唯一的Kaprekar constant。在尋找Kaprekar constant的一般性時，經研究發現：(一)當r為正偶數，一個n位數的hM＝(r－1,r－2, … ,1,0)時，hM－hm即為Kaprekar constant；此外，當所有數字皆為Ｔ個時，亦有此一性質。(二)當r為正奇數，hM＝(r－1,…,r－1,r－2,…,r－2,…,1,…,1,0,…,0)，其中0為T個，其餘數字皆為2T個，則hM－hm即為Kaprekar constant；此外，0為T個，r－1為nT個，其餘皆為2T(n－1)個時，亦有此一性質。

在以下所提到的泡膜，皆只討論由相同液體所構成，且泡泡以不同大小兩兩接合。當泡泡互相接合時，因為表面張力與泡泡內外壓力差的關係，會慢慢移動至最穩定的狀態，我們由兩個泡泡結合時的Plateau結構理論，嘗試去推論三個泡泡相接達穩定時的結構公式，發現此結構公式符合孟氏定理的圖形，再由這個理論架構去推導四個泡泡相接情形達穩定後的結構之公式，發現也符合孟氏定理，再延伸討論n個泡泡時的可能狀態。

本專題製作主要以瞭解太陽輻射功率的測量方式而設計，為了不讓太陽在天空角度位置影響到太陽輻射功率大小的量測，因此設計追日裝置以瞭解太陽在不同時間地面所接受到太陽輻射功率的大小。追日裝置基本上透過光感測元件量測太陽光照強度的差異，透過數位類比轉換的技術，將這些光照強度數據加以運算，從而得知太陽在天空的角度與位置；並以兩顆RC伺服馬達來驅動機械結構，使光感測器始終保持垂直面對準太陽。此外，本專題亦希望透過長時間的紀錄與測量，以方便探討「黯化現象」以及討論提升太陽能電池板發揮最大效能的方式，這套裝置能夠長時間紀錄散佈在各地不同的偵測點，只要利用追日裝置去收集各地的數據，並可知道太陽輻射到地球的能量的變化狀況。

描述未來時空的科幻電影中，人類從來不帶鑰匙、卡片等額外提供機器辨識身分的工具，只要站在門前，機器就會很智慧的反應出是誰要進入，然後決定是否讓行。這種系統是透過在人類身上一些天生的特徵作為鑰匙，例如：臉、指紋、視網膜、腦波等。本次研究就是要實作用「人臉」來開門的「人臉門禁系統」。其實其他公司已有已量產化的人臉門禁系統，但是卻不普及，其中很大的原因就是「造價不斐」。但是其實此系統需要的設備很簡單，如果能大大降低此系統的造價，可以普及的裝設此系統在許多地方。這次科展所開發的系統經過測試之後，數據顯示辨識成功率最高有96.43%。算是一個還不錯的數據，而且造價降低許多，說不定以後出門不用帶鑰匙不再是個夢。

本研究探討重點有二：一、以市售沙拉油及營養午餐業者之廢食用油為原料，個別添加不同比例之甲醇鈉溶液，探討其轉脂化之最佳條件。經實驗顯示，沙拉油製造生質柴油以沙拉油1000ml、甲醇150ml及氫氧化鈉5g進行轉脂化反應最佳；而廢食用油製造生質柴油則以廢食用油1000 ml、甲醇180ml及氫氧化鈉3.5g之條件最佳。二、在市售柴油中加入一定比例之自製生質柴油，進行引擎廢氣排放檢測。結果顯示，其廢氣中碳微粒、碳氫化合物及氮氧化物等有毒廢氣之排放量，均較市售柴油為低，而一氧化碳之排放量於引擎高轉速時亦較市售柴油為低。本研究之實驗過程與成果，可做為教學之重要參考範本，並提供交通與環保主管機關做為制訂與修改法令之參考依據。

液體在滴定時，會產生浮於液面的液珠，液面上的液珠會出現振盪、碰撞、互溶(水平及垂直)、撕裂分解的現象，透過實驗可驗證使液珠浮於液面的力確為液體與輸液管摩擦後所產生的靜電力。各項數據顯示靜電力大小與液體流速、輸液管長度、液溫高低及輸液管粗細息息相關且靜電力的產生與大小受溫濕度影響甚鉅。此外，並非僅有水，極性溶液、非極性溶液、電解質水溶液、非電質水溶液、稀薄水溶液…等，皆能摩擦帶電，產生液珠，我們也嘗試確認液珠的電性並以不同方式影響液珠於液面的行為。為使靜電力的大小量化，我們自行發展出可求出測量靜電力及靜電量大小的方法以取代昂貴的測量儀器，更進一步將實驗結合生活，滴定各清潔劑，並以實驗數據評斷各牌清潔劑的效果。

本研究在於探討不同的力作用於一點，當力成平衡狀態時，不同力的大小與力之間的角度關係，以及施力點至力平衡點的距離總和，並深入探究此一力平衡點的特殊意義與應用。將三條繩子的一端綁在一起，另一端則往平面上三角形Ａ、Ｂ、Ｃ三個定點方向上施力，調整三股力大小以及三角形三個邊長，觀察三股力成平衡狀時，任兩力之間的角度關係，以及此力平衡點到Ａ、Ｂ、Ｃ三頂點之距離跟這三股力大小的關係。並將研究結果加以設計成一個實用的工具－「小心定位儀」。

金黃色葡萄球菌是生活中常見的病原菌之一，因其抗藥性日益嚴重，是大家所熟知的超級細菌。 目前醫院對此菌的檢測方式，從培養到獲得結果大約需要兩天，對許多感染此菌的重症患者是無法接受的醫療時間延誤。 有鑑於此，本研究利用創新的適體、光電及奈米技術發展一個可以快速偵檢金黃色葡萄球菌的系統。 適體為具有與抗體同樣分子辨識功能的寡核酸。我們利用DNA 適體篩選技術，獲得能夠專一地辨識金黃色葡萄球菌的適體序列，進一步發展高敏感度細菌檢測系統，並測得靈敏度近個位數的金黃色葡萄球菌。本研究亦結合奈米金與共振光散射原理，以簡便的二極體雷射與偵測裝置，可快速判定檢測樣品中是否有金黃色葡萄球菌，大大縮短檢驗所需的時間。