國中組

本實驗為實現運用於火車的安全辨識系統，製作一套即時影像辨識，且使用了OpenCV(Open Source Computer Vision Library)以及YOLO(You only look once)等開源程式碼，並運用Python進行編譯和整合的工作，再進一步使用Tensorfolw和Darknet的類神經網路來訓練機器，增強系統精確性，最後，將偵測到的資訊文字化後輸出，供給訊息給其他功能使用。

「自製雙頭垂直軸發電機」的最佳化設計探討過程，發現固定風速下，翼片寬度愈小不容易啟動，但轉速較快且輸出電壓較高，並容易達到LED燈泡發亮所需的電壓。接著進行水力發電的試驗，發現可利用製造飲用水時所排放的大量廢水沖擊發電機，產生夜間照明所需的電，達到水資源再利用的目的。將「好神拖」脫水機改裝成「好神發電機一號」，然後又進一步改裝屋頂排風扇為「好神發電機二號」，希望利用人力或是風力來發電。經過現有零件的改裝，能輕鬆產生十二伏特以上的電壓並對蓄電瓶充電，比起歷屆科展的作品，這是一個很大的突破，未來可應用在電動車行車時的電力回充。研究者發現，只用「用心觀察、勇於嘗試」，天馬行空的想法也是可以「風生水起、來電好神」。

在國中理化第三冊第一章中提到了介質的狀態會影響到波速，而在課程中接觸最多的是水波，所以我們就試著從實驗中來研究水深度，溫度及溶質濃度對水波波速的影響，並為求測量上的準確性而設計利用電腦做為測量時的輔助工具，進而達到實驗電腦化之目的。

本實驗探討水從寶特瓶流出時的速率變化曲線，實驗內容包括(一)改變寶特瓶傾斜的角度、(二)上下振動寶特瓶、(三)原地轉動寶特瓶、(四)於寶特瓶後戳洞等實驗。水從寶特瓶流出時，我們讓水流入1000mL 量筒內，並以數位相機攝影量筒內水量的變化。影片於電腦播放，每0.2 秒記錄量筒內水的體積數據，分析數據並作時間-體積關係圖，比較各實驗的流速曲線並討論影響流速的原因。

「位於平流層的臭氧有破洞」，此一問題在近年來實在非常熱門，偶然在資料堥ㄗ麈銈魊H緯度的分布圖（見圖一），似乎不如我所預期，即「南北極最多，赤道最少」（圖四十三）或「南北極最少，赤道最多」（圖四十四）的單純關係。為求瞭解臭氧在平流層內，受污染物破壞前後隨緯度的分布趨勢，於是我就聯合一些好友，一齊從網路上找尋一些資料，並設計一些實驗，希望能解釋為何臭氧隨緯度的分布有此種情形。 \r

本作品從運用平面鏡反射、透鏡折射原理及數學相似三角形的公式倒推出凸、凹透鏡的鏡像公式後， 並可藉由理論的推導、作圖， 構想出可行的素描機設計。我們以學校現有的凸、凹透鏡及回收紙箱、平面鏡等簡易工具，設計出第一代單凸透鏡素描機及第二代凸凹雙透鏡素描機， 並能以定點觀測及驗證比較， 可做到將景物縮小、放大成像於描圖紙上的目標。

「月世界」是台灣典型的惡地形，主要分布於二仁溪上游，包括高雄縣田寮鄉大部分及燕巢鄉金山地區，台南縣的左鎮鄉及南化鄉大部分。外觀上，一大片隆起的黃土丘，表面較少植物生長，呈現光禿禿的鋸齒狀山脊。本研究中，我們嘗試就月世界不同地點，不同地點做細部分析各小區域的岩性描述。並以此為分析沉積岩中的碎屑顆粒大小、含鹽量、碳酸鈣含量以及氧化鐵含量對惡地形侵蝕的影響。就月世界不同地點侵蝕情況的觀察：各小單位地層碎屑顆粒大小，由本文中發現相關性不明顯；含鹽量高者，容易有大規模團塊風化侵蝕，表面溝蝕、山脊反而不明顯；而含石灰岩質多者，因膠結較緊密，且差異侵蝕明顯，表面溝蝕密度甚大，蝕溝深，溝角（即 V 型谷）小而高。地貌上，溝脊峰稜較多分歧。含氧化鐵多者坡腳土指，山脊峰稜呈圓滑狀，表面多褐色碎屑，呈土指狀侵蝕，山脊密度不大，如夾碳酸鈣含量較多，則差異侵蝕更明顯。月世界地點而言，一般顆粒的土石流的穩定角約 31 度，如鹽分較高區為 35 度，石灰岩質較多區為 40 度，氧化鐵較多的坡腳呈較陡的土指狀。此數據可作為學術上、工程地質、土木技術上，在一岩性上邊坡施工的重要參考。不過，惡地形提供一個良好的鄉土野外教材，土壤也不適合農耕，實在不宜作過度的開發。

本研究源自於某數學問題「王家珠寶盒」，內容為將1~169個數字排列成一個正六邊形的\r 形狀，排列完後有數個有趣的規律：169為13的平方，圖中每六個數字圍成小灰色六邊形，\r 數字和是13的倍數；黑色部分的數字是13的倍數，灰色六邊形外圍的12個數字圍成較大的\r 白色六邊形，這12個數字數字和也是13的倍數；六邊形的數字以對角來看154+15=169、\r 161+8=169為169……等，所有的規律都圍繞著13的倍數。因此研究主軸放在找出各項性質\r 的原因為何？排列方式為何？是否有其他的數字可排列成此種六邊形？經過分析後，利用\r excel計算1~2000000的數字，找出6個數符合1、169、32761、6355441、1232922769、\r 239180661721，但尚未能證明是否只有這6個數，故未來研究方向應置於證明是否還有其他的\r 解亦或只有這六個解成立。

為了解平原菟絲子的寄生模式、對寄主生理影響的分析，我們設計簡單實驗與徒手切片觀察。實驗結果為：(1) 在溫度約20℃時，平原菟絲子的種子發芽率與生長速度最佳； (2)當平原菟絲子碰觸到寄主時會以左旋方向纏繞寄主，細條狀的莖會分化出吸器 (3)除了養份外，水分也是由寄主植物提供，觀察平原菟絲子的莖和葉表面，皆缺乏氣孔。 (4)平原菟絲子依賴維管束吸收其他寄主植物的養分，計算莖切面積與維管束面積比發現，與其他兩種植物比較，顯示維管束在平原菟絲子體內的重要性；(5)對平原菟絲子的莖部進行顯微切片可以觀察到葉綠體，但是利用『分光器』與『濾紙色層分析』發現缺乏葉綠素a、葉綠素b、胡蘿蔔素，但具備葉黃素，故平原菟絲子無法進行光合作用並非「缺乏葉綠體」，而是缺乏主要色素。

本篇研究運用了巧思與智慧，使得一般常見的電腦音效卡搖身變為精密計時器，搭配上高感度麥克風、壓電式蜂鳴片與光電二極體等感測器，運用在空氣中音速、金屬固體中音速、單擺週期及重力加速度的測量上，從實驗的數據中得知，我們的方法確實可行而且精確度極佳，值得推廣到中小學的教學與實驗上。