國中組

主要利用自製的“天體定位儀”來詳細探討月亮、太陽及地球之間的位置及軌道關係，並藉由三度空間模型的製作來進一步了解其中的奧妙。首先利用天體定位儀 (共研發出四代，見圖 1) 來量測月亮及太陽各自與北極的夾角在 1 年內的變化，經數據分析發現：一、 這個變化很像 sin 函數。二、 月亮與北極的夾角發生極大值的農曆日數，每月平均提早約 2.26 日。三、 白道面與赤道軸的夾角約為 63.5 度，黃道面與赤道軸的夾角約為 66.5度。四、 白道面與黃道面之間的夾角約為 5 度。這正是日蝕及月蝕不常發生的主要原因。五、 天體在地平線上的時間(分) = 1080 分－４(分/度) x 天體與北極夾角(度)。我們用幾何定理證明了這個觀測到的關係式，且配合天體定位儀可準確預測任何可見天體升上及落下地平線的時間。最後製作月亮、太陽及地球的 3D 軌道模型。過程中遭遇並解決了各種數學及天文難題，使我們對這個行星系統有了更深一層的認識。

猶記得寒假上數學輔導課的時候，教師拿著正多面體要我們學習立體幾何的學問，並且探討尤拉定理，於是我就突發奇想，如果我們將此凸多面體以「平面」的眼光來看待時，立體空間的邊長就變成了平面的分割直線，那麼尤拉定理是否仍適用於平面圖形呢？或是有所改變呢？這個問題引起我研究平面分割的相關問題的動機。其實「研究n條直線可以將一平面分割成多少區域」這個主題在以前有很多人研究過，而我想推廣為更多圖形分割平面的相關問題，看看是否能由尤拉定理推導出相關理論出來。

褐帶紋水螟蛾(Parapoynx crisonalis)幼蟲棲息於池塘的水域環境，幼蟲為增加身體浮力使移動更有效率和保護自身避免天敵攝食，而有造巢的行為。無巢水螟蛾幼蟲以毛蟲運動方式前進，但移動速度比有巢者慢。有巢水螟蛾幼蟲移動時，會伸出前端七個體節，左右擺動身體，讓身體與巢以S形的方式移動。有巢幼蟲移動速度，主要受蟲體擺動的角速度影響；幼蟲轉彎時改變的角度，主要受蟲體該次左右擺動之角速度差影響。因幼蟲會攝食自身的巢，因此造巢葉片選擇順序和攝食喜好是一致的。巢具有立體的外觀，可增加巢的浮力；形狀呈橢圓形，且短軸與長軸的比值為0.22，可使巢在水流中所受的阻力較小。

赤足郭公蟲有廣泛的食性，各種廠牌的寵物飼料都會食用，特別的是有同種類相食（成蟲與幼蟲都吃幼蟲）的現象。 生活史中的幼蟲期與蛹期，都有二型性的現象。 行為上，成蟲無明顯的趨光性，幼蟲有負的趨濕性和喜好躲藏在狹窄空間的傾向。 幼蟲會分泌白色物質，且偏好分泌在較狹窄的空間內（直徑3.65?1.11mm）；幼蟲分泌白色物質後，將白色物質當作蓋子，將幼蟲封閉在裡面；白色物質由一顆顆泡沫狀的顆粒堆積而成，含有還原糖和蛋白質。 用「冷凍法」冰凍幼蟲、蛹和成蟲超過五小時，可殺死飼料中的幼蟲、蛹和成蟲；殺蟑餌劑可吸引和殺死成蟲。

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。

有別於摸著光球的啟燈模式，我們設計將貼有RFID卡的鑰匙，插入凹槽的新啟燈模式。還設計了辨識系統，插上不對的RFID卡會顯示出錯誤訊息。當卡片不慎遺失時，我們設計的清除鍵可以清除儲存在系統內的卡片ID資料，再利用加卡鍵將新的卡片ID存入系統內。我們設計了LED看板、深井燈，讓舞台更炫麗。傳統的摸光球啟燈模式，我們也加以改良，加入了觸控燈球，可因應來賓人數，設計出需要所有來賓都有碰觸到燈球，主燈才能點亮。為了讓參觀燈會的民眾，也能體驗與來賓一起點燈的樂趣，我們設計了「誰來點燈」舞台，利用AR技術，讓遊客也能拍到與來賓一起點燈的照片。希望我們這次的科展，能讓享譽國際的台灣燈會以後有新的啟燈創意。

相較多邊形邊上的填數遊戲，本研究討論更複雜的平鋪圖形填數遊戲。我們發現所有填數遊戲都具備「互補性」，無論是數字填入內部或者是填入邊上，所以解答數量必定「對稱」。此外，填數遊戲都可用共通策略來處理：(1)以代數分析重複處的數字；(2)應用互補性，尋找一半原型即可（不需窮舉）；(3)計算原型的排列組合；(4)完成解之尋找。我們的三個填數遊戲，正三角形有576個解、正方形有6112個解、正六邊形部分，雖沒有求出所有解，但我們用Excel VBA程式設計介面，可供求解之用。最後，我們將單一正方形填數推廣到「複製後進行無限平鋪」，我們發現其中內部數字規律之必然性，包含配對、奇偶性、等差、交叉交換等，最後證明兩類共12個無限平鋪圖形。

日常生活中隱藏著許多科學原理；如西遊記中孫悟空所請的「冷龍」及中國大陸法師騙人的把戲「熱油洗手」和「油炸鬼」。利用回鍋油與沸點小的溶液共熱，沸點低的底層所吸收的熱量先用本身的擾動和對流，再傳遞給油體，使得油溫並未立即上升。加入碳酸氫鈉遇熱或遇酸則會產生二氧化碳氣泡導致油體擾動，此時的油溫遠低於沸騰時溫度。而且碳酸氫鈉粉末和油共熱會有皂化反應並產生上浮的肥皂。研究發現： 一、會產生二種不同程度的擾動；第一階段為杯底氣泡開始上升至液面且油體溫 度低上。第二階段則是整杯液體全面擾動油溫高。 二、醋酸的濃度低於10%會使第一階段的平均溫度低於60℃。 三、加入的水量和醋酸量所測得擾動溫度差距不大。 四、松香水易揮發比重較油小，難以影響回鍋油的擾動。 五、事先添加碳酸氫鈉粉末於鍋底是最安全的方式，加熱或加入少許醋酸，會因二氧化碳的產生讓油體擾動，此時油溫均小於60℃。

西元2 0 0 4 年3 月19 日總統大選前夕發生了總統、副總統遭槍擊受傷案件，事件發生後震驚全國， 這個「三一九」槍擊案被許多人認為改變了這次總統大選的結果。雖然整個槍擊案的「真相」被政治上的爭論給淹沒， 但從科學的角度來看， 這是一個綜合物理學上的碰撞、外力作用及能量轉換等等問題而已。本研究共分三個部份來「模擬」當三一九槍擊案中子彈斜向貫穿吉普車擋風玻璃後的彈道路徑彈射問題。（ 一） 不同的平板傾斜角對貫穿後彈道彈射的影響（ 二） 不同的子彈質量對斜向貫穿後彈道彈射的影響（ 三） 不同的子彈動能對斜向貫穿後彈道彈射的影響。研究的結果發現平板傾斜角及子彈動能是影響斜向貫穿後彈道彈射的最主要因素， 期能對於在預防撞擊的防護或產品設計提供參考。

關於月表坑洞已有不少研究進行過坑洞深度的討論，並提出深度的計算方法，但卻鮮少實際算出深度資料，我們的研究重點即是利用自製方式對月表55個坑洞，進行高解析攝影處理法拍攝，取得清晰坑洞影像後，從拍攝之日期與時間中求得日月相對位置並測量及推算坑洞深度，再加以驗證、分析與討論。此外，我們也測量坑洞其他地形數據，例如「寬度」、「面積」、「寬度與深度比值」、「面積與深度比值」，並將數據分析歸納，對數據在月表上分布情形進行討論，研究最後發現月表坑洞的寬度、深度與面積有由北向南遞增之明顯趨勢，而坑洞「寬度與深度比值」與「面積與深度比值」部分，則有「月陸比值普遍大於月海比值」的顯著分布趨勢。