高中組

本文中我們探討一個有趣的數列。這個數列有一個非常特殊的性質：將數列相鄰兩項的前項當分子，後項當分母，所產生的分數數列，恰好會出現所有的正有理數。 這個特殊的性質表示，可以將正有理數按照這個方式作排序，這個排序將完全不同於常見的正有理數排序的方法。 (1). 在正有理數的排序的結構中，我們做出許多有關於此數列的定理。 (2). 用數學歸納法證明此分數數列涵蓋所有正有理數，且每一正有理數只出現過一次。 (3). 將數列分割後，利用試算表製成數列規則表，並整理出快速的方法將數列表達出來。 (4). 將an 數列排成“樹”的模式，可更快速的把正有理數寫下來。 (5). 最後，設計出搜尋正有理數的演算法，解決在分數數列中第n 個正有理數會是多少；以及正有理數會出現在數列中第幾項的問題。

嗜高溫好氧菌Geobacillus thermoleovorans T4，是被報導具纖維素分解能力的菌株，但僅止於學術研究階段。本研究成功地應用於廢棄纖維素的轉化，並獲得二重要結果：第一，T4菌株可將稻桿與稻穀殼分解為還原醣；調整培養基氮碳比、纖維預先蒸煮及以臭氧斷鏈皆可有效提升還原醣產率；纖維素轉化為還原醣最佳化條件為稻穀殼先高溫蒸煮爆碎，在氮碳比為1：7的培養基中，pH=6、65℃時，還原醣產率可高達69.81%。第二，未以臭氧，將T4菌株反應後之稻穀殼溶液，植入30mL、有高的酒精耐受度(30%以上)的Saccharomyces diastaticus菌株反應72 hrs後，酒精發酵率高達79.89 %。換言之，目前本研究纖維酒精產率至少可達28%以上，而且製程中產能與耗能確可達到綠色能源訴求。圖1.為自製生質酒精反應器，初步已有24%的轉化效果。

在二、三年級中，分別上到機械工作法及機械製造，尤其在鉗工工作法及銑床工作法中，老師授課有提到如何使用各種不同的虎鉗來夾持各種不同之工件來進行機械加工，遇到特殊形狀工件時，如圓球、斜度或不規則之工件就無去夾持，就必須使用特殊虎鉗或夾具才能夾持加工，感覺到非常麻煩又浪費時間且必須準備各種虎鉗，所以引發同學想研究設計一台多功能虎鉗可省時又方便且能夾持各種不同之工件。 另一種研究動機因素就是在加工過程中如果有加工程序錯誤時，有些加工部位就無法加工（如一件工件有直槽又有斜度，旦斜度把工件切成三角形，如果先將斜度完成，這樣直槽就無法加工），所以整個工件就可能報廢，學生練習是無所謂，但如果是外面工廠，加工一批大量之工件，因為員工的疏忽而加工程序錯誤導致工件必須報廢或需製作模具來加工，這對工廠而言是一種隕失，如果這時有一台操作簡單方便的多功能虎鉗，就能減少慢失及節省成本。 種種的因素，因而讓我們產生了興趣，著手研究設計改善對工件夾持的問題，達到我們所頂期的功能，對教學或工廠有所幫助的多功能虎鉗。

在校園的天井中，看見由老師自外校帶回的槐葉蘋，葉面上毛絨絨的，十分奇特。興緻所然，便查閱資料，得知其為三葉輪生，但只見兩葉浮於水面，第三葉在哪裡？於是展開一連串的研究行動……。

本校科學館十四個月以前購進三對白鼠，經過積極培育飼養，以繁殖了一百多隻。目前數目正不斷增長中，除了長期觀察白鼠的哺乳及繁殖增減情形外，為了使本校白鼠能在學術界有所貢獻，更精心設計了水平方向旋轉及垂直方向旋轉的二組裝置。且將懷孕的白鼠分三組，第一組裝於水平方向旋轉器中，第二組裝置於垂直方向旋轉器中生活，上二組為實驗組，另一組為對照組不旋轉。此乃使實驗的白鼠能由懷孕開始，便在定向的環境中生長。等出生後，從來只知朝一定的方向行進，它的天生機能是否會因而受到影響呢?它在進入三度空間的世界堿O否仍然能調適適應呢?特就在此局限的環境中成長的白鼠來說，以後它是否還可發展為具有正常適應能力的成熟白鼠呢?

由2009年台灣國際科學展覽會的優勝作品「從麵包蟲體內分離出可分解保麗龍之菌種」中，我們知道麵包蟲腸道內有可分解保麗龍之腸道共生菌-紅菌。 利用傳統厭氧培養的方式，我們進一步研究發現，除麵包蟲外，體型較大的麥皮蟲其腸道也具有共生菌-紅菌和白菌。藉由兩者菌相比較，麥皮蟲的腸道中，白菌較多(佔80%)，紅菌較少；而麵包蟲的腸道中，紅菌較多(佔75%)，白菌較少。當我們以保麗龍為碳來源的無機培養液篩選時，白菌無具有分解保麗龍的能力，紅菌則具有。最後，分離出可分解保麗龍的五株菌株：SR429、SR7412、SR8514、SR8515及SR851，而且皆由麵包蟲分離而來。 藉由細菌生理特性分析，發現五株菌株型態皆為厭氧菌、球菌、格蘭氏陽性菌，生長情況比較：30℃＞25℃＞20℃。未來將探討其最適合生長的環境(溫度)，希望可以大量培養可分解保麗龍的菌株，及未來找出此些菌株可分解保麗龍的酵素，以期能降低保麗龍所造成的環境污染。

蓮花效應是指蓮葉表面具有奈米纖毛結構，因此只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面，在我們生活週遭，許多植物具有蓮花效應。本實驗選擇彩葉山漆莖作為研究材料，因為我們發現在同一植株上，嫩葉的蓮花效應最佳，而老葉幾乎無蓮花效應。當彩葉山漆莖的新葉轉為老葉，蓮花效應會減弱，甚至消失。我們以不同水量、土壤酸鹼值及光照作為變因，來探討蓮花效應改變的原因，結果發現水量並非主要影響蓮花效應改變的變因；土壤過酸或過鹼，會減弱新葉及嫩葉的蓮花效應；置於暗室則使整株彩葉山漆莖所有葉面皆無蓮花效應。許多植物的性狀，在老化或面臨環境改變時，會將控制性狀的基因開啟或關閉。因此，我們推論，當環境因子改變時，植物的蓮花效應可能是經由基因層次的調控，藉以增強或減弱此性狀的表現。如果不是基因的開啟或關閉，則有可能僅是葉表面的結構發生些微的改變，真正詳細的機制仍有待進一步的確認。

鋼珠在旋輪線軌道上純滾動時，有等時性，其簡諧運動的週期和振幅無關。用電腦繪圖，畫出旋輪線，再用電腦割字，在壓克力上割出旋輪線，組合成旋輪線軌道。 1. 測量鋼珠在旋輪線軌道上作簡諧運動的週期，證明鋼珠純滾動時，週期和振幅無關。 2. 鋼珠由軌道不同高度(h)釋放，測量運動至底端的時間(t)，質心速度(v)，作 t ? h圖，以及v ? √h 圖，可找到鋼珠發生滑動兼滾動的臨界高度，求得靜摩擦係數。 3. 兩相同的鋼珠，一靜置於完整旋輪線軌道的底部，另一個由高度h1處釋放，被撞鋼珠滾動上升到最大高度h2'，由h2'和h1的關係式可求得恢復係數。再將一鋼珠靜置於半旋輪線軌道的底部， 另一個由高度h1處釋放，原靜止鋼珠被撞後作水平拋體運動， 可量出 v2'，作v2' ? v1 圖亦可求出恢復係數。

本專題嘗試以程式處理數位影像的縮放，藉由縮放演算法及相關影像處理的研究與設計，期望能將縮放後的影像，維持一定的品質。若此技術能有所突破，相信未來數位影像的使用，應能更加的普及低廉。

本專題係主要利用無線射頻辨識系統（RadioFrequencyIdentification）之特性來達到停車管理與認證之目的。此種非接觸式感應裝置是目前市場上之潮流，雖只有一張小卡片，卻結合了方便與認證之自動化停車管理機制。當車主進場停車前，將卡片貼近讀卡機，隨即可辨識是否為本車場認可之車輛。一但通過認證將自動開啟停車柵門給予車輛合法駛入，否則停車柵門將不予開啟。此輔助裝置之特點在於合法車輛之車主可自行持卡感應進入，一但停車日期停效，車場柵門將不予開啟，車主將無法進場停車。有別於傳統以搖控器開啟柵門之方式，傳統方式之缺點在於無法辨識此車是否為本停車場所認可之車輛，也無法自動控管讓車輛僅在有效期內進場停車，徒增車場管理上之安全漏洞與不便。