高中組

汽車擋風玻璃的清晰度影響駕駛行車的安全性，下雨天時，雨刷扮演著很重要的角色，但雨量時多時少，擋風玻璃上的雨刷卻無法適時的改變刮水速度。雨刷控制皆採用段位速度控制，無法適時有效的因應雨量多寡來做速度變化控制。本研究將傳統控制方式改以自動控制模式，駕駛者只要將雨刷段位設定於Auto檔位時，即可因應雨量多寡而自動操控雨刷擺動速度。雨水量大小能改變浮木高度並操控可變電阻位移量，藉此改變流進雨刷馬達電流而達到馬達轉速控制。測試結果與數據顯示，進水量與浮木上升高度呈線性關係，而電阻值的改變與馬達轉速亦呈線性變化，能完全發揮雨刷自動操控的主要功能。本設計名為：自動感測雨量控制系統(Auto Sensor Rainfall Control System，簡稱A.S.R.)。

過量紫外線易引發皮膚病變。因此我們希望能找出較簡單的方法，使我們的材料不僅能吸收紫外光，更能轉換成可見光。我們以可發光高分子奈米纖維為素材並嘗試兩種方法。第一種方法為利用可發光之PFO/PFBT高分子混合PMMA製造發光纖維。並藉由添加特殊基團(BT)修飾高分子，使纖維可因能量轉移由放出藍光改為黃光。第二種方法為用聚乳酸混合聚集誘導發光特性(AIE)分子，並比較各配方。最後以HPS(AIE分子)與PLA 120 mg/mL溶於二氯甲烷:二甲基甲醯胺(7:3)製出的纖維最佳，且其能達到預期之光能轉換效果。總之，我們結合高分子聚合物、奈米科技與發光材料，製造可吸收紫外線之發光奈米纖維。未來可運用於面膜、有機分子檢測與抗紫外線衣物等方面，拓展可發光高分子奈米纖維的可能。

四張郵票，四種價值，卻能湊出1~10連續不斷的十種價錢。一張圖，能填入的數字與擺放的位置隱藏著絕妙的數學問題。對此，大家給了它一個名稱—IC圖。 我們將IC圖推廣到複雜的進階圖形，分別是多重放射圖、長鏈放射圖、階梯放射圖；環的研究則有三角環、四方環連接圖。它們的關係大致如下: 關於更複雜的圖—環與放射狀的結合，我們期望能在未來一窺其奧妙。

一般球體若以不旋轉的狀態在一均勻重力場下做水平拋射僅會有因重力所造成的鉛直方向位移，但若一開始便施與球體一相當的轉數，造成球體兩側因白努力效應所造成的壓力差，便可使球在離開投手丘到本壘板的十八公尺移動軌跡內有顯著的改變。甚至可以藉由改變出手的角度及握法給予球縱向的位移。實驗中我們製作簡易的高速風動系統和整流裝置模擬出可讓球進行相對運動的風動力，再配合上所設計的低摩擦力介面即可將這些球體的變化軌跡數據化。

在“漫談卡特蘭數”這篇文章中，提到一個關於卡特蘭數的問題：「考慮在n×n的格子上從(0，0)點走到(n，n)點，不經過直線y=x之下的點有多少種方法？」而本篇研究除了將其規律找出、導出公式之外，並用一套有系統的鏡射方法將其推廣到直線x-y=n時的規律。此外，還可利用圖形切割、重疊的方式進而討論雙邊振盪。

一、本次活動觀察校園內阿勃勒花蕊構造與授粉昆蟲間的關係，發現：（一）阿勃勒具有長、短兩型雄蕊，花粉粒也有兩型。短型雄蕊孔裂，產生多數不正常的花粉粒，花粉粒較大，細胞質不飽滿，花粉粒外表網紋明顯。長型雄蕊花藥縱裂，產生的花粉多數正常，其花粉粒較小，細胞質飽滿，花粉粒外表網紋不明顯。（二）阿勃勒為蟲媒花，其授粉昆蟲為脈翅目蜜蜂科熊蜂屬（Bombus）以及木蜂屬（Xylocopa）。授粉昆蟲攀附於花朵上時，長型雄蕊將花粉附著於授粉昆蟲胸部及腹部背面。授粉昆蟲利用震動取得短型雄蕊花粉，將花粉附著於後肢及腹面。（三）利用多元回歸分析授粉蜂體長與阿勃勒雌、雄蕊長度得到如下的線性關係：蜂體長=長雄蕊長度＊1.813+雌蕊長度＊0.029+短雄蕊長度＊0.017-12.22其解釋力達83％。二、根據本活動觀察，我們推論：（一）阿勃勒具有特化的花朵構造，可以有效排拒其他動物取得花粉，只由特殊的昆蟲為其授粉，同時授粉昆蟲具有很高的專一性與忠誠度。（二）阿勃勒短型雄蕊產生提供授粉昆蟲食物的花粉粒，長型雄蕊產生完成授粉工作的花粉粒。（三）經由授粉蜂體長與花蕊構造進行線性分析，可知阿勃勒與授粉昆蟲具有很高的相互依存關係。

西北太平洋是最多颱風生成的海域，而不同的海洋與大氣狀況，則是影響颱風強度的主要因素。本實驗透過分析1993-2011年，7-10月在120-170°E，10-19°N與19-26°N兩海域間增強的category1-5颱風，將颱風強度與其行經路徑的海表面溫度、海溫26℃等深線、海面高度差異、上層海水熱含量和海面下100公尺海水平均溫度等不同參數做比較，觀察颱風經過的海洋狀況對其增強的影響。比較後發現，長期以來西北太平洋北部海域(19-26°N)的海洋熱力條件有變暖的趨勢，但個案平均強度卻減小。因此我們以颱風個案的垂直風切代表大氣條件，希望觀察颱風強度與風切間的關係。結果顯示，北部海域颱風的增強受風切影響較大，且強度越大颱風的增強與海洋渦漩關連越大；而南部海域颱風的增強則受海洋熱力條件影響較大。

在一次至羅東溪邊烤肉的戶外活動中，發現溪旁的石頭大多比手掌小，有位同學憶及他曾在較上游之處戲水，其溪旁的石頭大多有手掌大。教科書上寫著：「在河流上游沉積物顆粒較大，隨著向下游漸行，其沉積物顆粒漸小。」而真實的情況真是如此嗎？其顆粒大小差異有多大呢？河水的淘選能力又是如何？

將紫甘藍汁盛裝在內壁塗佈有 TiO2 光觸媒的燒杯中，以紫外光照射半小時即有顯著的褪色現象，但未塗佈TiO2 燒杯中的紫甘藍汁也以紫外光照射，卻無螁色，可見TiO2\r 的確產生效果；並以自組的透光儀量測紫甘藍汁水溶液，發現當水溶液的顏色愈淺，透光度會愈大，透光儀所輸出的電流值也隨之愈大，故可藉以計算紫甘藍色素的分解率。另外，實驗發現在愈鹼的環境下，TiO2\r 光觸媒對紫甘藍汁有較佳的分解效果，由此可推論，紫甘藍汁中色素的分解是起因於氫氧自由基的氧化作用，在愈鹼性的環境中有助於二氧化鈦光觸媒產生氫氧自由基，故造成鹼性環境中的分解效果比在酸性環境中好。

本研究主要針對蝴蝶之飛行進行探討，研究中主要探討蝴蝶翅膀形狀、身體重量、翅膀面積、展弦比、拍翅頻率、環境溫度及溼度對飛行速率之影響，並利用自製之風洞裝置，觀察蝴蝶之拍翅動作，分析通過蝴蝶模型之氣流方向及相關力量。 研究結果顯示：紋白蝶展翅約4.5~5 cm，平均展弦比(AR)為1.71 ± 0.12，身體重量約為 0.06 ± 0.02 g，翅膀面積約0.0012 ± 0.0003 m2，當紋白蝶身體重量愈重，則翅膀面積亦愈大。另外，紋白蝶展弦比愈小、身體重量愈重或翅膀面積愈大，則飛行速度亦愈快。23℃時，紋白蝶飛行速率為1.01±0.24 m/s，當環境溫度愈高(5、16、23℃)，則飛行速度亦愈快。風洞實驗發現：蝴蝶拍翅時，前、後翅連接在一起，而形成一作用單位。翅膀上下運動時，翅能在縱軸上扭轉，在高舉及下拍時產生傾斜之現象，類似推進器扇葉之機制。蝴蝶拍翅時，可在翅上方及前方產生低壓帶，在後方產生高壓帶，以利蝴蝶向前方飛行。另外，翅緣彎曲角度愈大，蝴蝶模型之上升高度亦愈高，當彎曲角度60°時，蝴蝶模型之上升高度最高(2.2±0.1cm)。