國中組

本研究探討颱風與東北季風共伴效應對台灣降雨及災害的影響。透過歷年颱風案例發現，共伴效應可能會導致多地嚴重淹水、道路斷裂、人員傷亡等災害。本研究自製雨量模擬實驗平台。模擬結果顯示：颱風從不同方向接近，降雨分布不同：當颱風從東北方接近台灣時，東部、北部雨量較多；颱風從台灣東方接近時，東部的雨量較多；颱風從台灣的東南方接近時，南部的雨量較多。單獨模擬東北季風時，台灣北部雨量最多，其次是東部，把東北季風的降雨量和颱風的降雨量相比，東北季風帶來的雨量較多。在共伴效應模擬時，實驗結果有兩種可能：颱風和東北季風產生共伴效應，使東部和北部的降雨量增加；東北季風風速增加，可能會破壞颱風結構，使雨量減少。

本研究針對國中教材中酯化反應與皂化反應缺乏連結問題，設計並優化整合性實驗流程。在實驗中，發現皂化後鹽析存在「飽和點」，添加 100 mL 飽和食鹽水，十六酸鈉反應收率 193%，但增至 150 mL 時產量趨緩。為解析此現象，以 DLS 動態光散射技術，結果顯示十二酸鈉、十四酸鈉可形成微胞，十六酸鈉因溶解度低，微胞形成效果不佳。用 DLVO 理論分析粒子間作用力，補充教材的鹽析理論解釋。氫氧化鈉濃度影響方面，2 M 獲高反應收率（十二酸鈉 528%）但含水率較高，8 M 純度較佳但反應收率降低。以氯化鎂鹽析時生成脂肪酸鎂（反應收率 129%），顯示鹽類選擇亦影響最終產物。透過本研究建立了酯化、純化與皂化優化流程，期望為教材提供更具探究與應用性的參考。

本研究從老師在蘭嶼旅行時發現各地風速差異很大，推測風向和地形是影響風速差異的重要因素，進而探討不同類型地形障礙對風速變化的影響。研究方法包括製作蘭嶼地形模型及不同尺寸的地形障礙模型，利用風洞、風袋和熱線式風速計測量不同情況下的風速和風向。實驗設計考慮尺度問題，確保風洞流場符合大氣動力特徵。研究結果顯示，地形對風速影響複雜且多元，在自然界中，各種地形因素交互影響，形成複雜的風場環境。

本研究探討三角形中線段共點的幾何性質，特別是與奈格爾點相關的七線共點現象，這七條直線包括三條特定的作圖線、三條周長平分線、以及內心與重心的連線。研究動機源於對奈格爾點定義及其作圖方法的探究。研究過程中，我們透過Dussau作圖法、三角形性質及解析幾何等方法，從已知條件推導出相關的幾何性質，並進行了驗證。研究發現這三條作圖線分別與三內角平分線平行，可視為內心在位似變換下的映射。本研究亦探討此類作圖法是否可遷移應用至其他三角形特殊點（如內心、重心）。這些發現證明了即使直線的構成方式看似複雜或「殊途」，最終也能「同歸」於同一個點，展現了幾何的奧妙。

延續去年的實驗做進一步的改善與測試，這次我們新增浮動式的消波塊觀測其消波的情形，實驗過程中，在無精密儀器下觀察波速與波高，是一件令人感到棘手之事，所幸目前影像分析技術大行其道，因此本實驗的觀測資料均由電腦影像分析輸出並整理。固定式消波塊的實驗結果蠻符合我們的預期，能以簡單的消波塊結構達到消波的功能，實驗數據顯示出原本岸邊的最大波高，可銳減至原有的三分之一左右，效果驚人，真的是消波～快！反之，浮動式消波塊的結果與預想有一段落差，最大原因是消波塊隨著液面升降，上方無足夠的水體產生足夠大的水壓，因此無法順利引導水流通過洩壓裝置，導致消波結果不如預期。

我們在生活中有許多共振現象，如：盪鞦韆越盪越高、樓梯旁的欄杆因為風而晃動得越來越快，發出震動的聲響，基於能源轉換，進而開發一款風能共振發電機組。研究分三大部分，首先研究發電機與馬達的科學原理與構造，其二以工程設計軟體RHINO進行3D建模，並導入流體力學的渦漩觀察，能在風場中提升發電效率；其三探究機械結構與風能共振的影響因子，阻風筒、支柱高度、擺盪時的支點比例，達系統效能最佳化。綜上所述，本研究為設計一款提升單位面積發電產能之風力發電機組，透過專題式方法將國中及高中的科學知識進行垂直整合，從而實現創新的綠能科技產品，兼具工程設計及設計藝術學養，具有培育發展綠色能源基礎人才。

本研究旨在結合PoseNet與Teachable Machine等AI姿勢辨識技術，根據教育部體育署國民體適能網站資料、基礎肌動學、聽取物理治療師建議、開發三款AI姿勢辨識體感互動遊戲，以提升高齡者肌力、預防肌少症。肌少症為高齡社會常見之退化性問題，嚴重影響長者之行動功能與生活品質。本研究透過Scratch平台-OSEP整合PoseNetAI模型，設計可訓練上肢與下肢肌群之遊戲，並於頭份市樂齡協會、運動公園及學校等地，實地施測多位50歲以上的長者。結果顯示參與者均能正確執行遊戲指令，且對互動設計及視聽回饋表達高度興趣與正向回饋。本研究系統具備操作簡易、成本低廉與可擴充性，顯示應用於居家運動或長照場域具高度可行性與發展潛力。

蔬果收成後褐變主要由多酚氧化酶（PPO）催化酚類化合物，氧化產生醌，伴隨非酶促反應，聚合成深色色素。本研究主要探討台灣福山萵苣變色的原因及其緩解。首先，本研究觀察到莖和葉柄中的維管束最容易變色。接著，證實了鹼性環境會抑制PPO的活性，而抗氧化劑維生素C和還原型谷胱甘肽可以抑制褐變。研究進一步改良粗萃取的步驟，並以兒茶酚作為反應物，測量產物鄰苯醌的吸光質，量化PPO的活性。此外，也發現變色的細胞並不一定為死亡的細胞，死亡的細胞也不一定會變色。最後，配合組織切片，確認變色細胞較多的是木質部，而死亡細胞較多的是韌皮部。綜上所述，本研究證實萵苣變色的部位PPO活性較高，且可以利用抗氧化劑抑制變色。

本研究從還原電位角度切入催化劑與雙氧水產生氧氣的反應路徑，思考二氧化錳無法長時間穩定產生氧氣的原因。查閱文獻發現，雖然二氧化錳具高還原電位，但反應過程中易被還原為 Mn²⁺ 而使催化能力下降。藉由還原電位表知道二價與四價鈀型的分子皆能氧化雙氧水，催化產生氧氣，因此本研究設計將鈀沉積於氫氧化鎳表面防止鈀顆粒團聚，透過高溫熱氧化製作出氧化態的鈀奈米酵素，結果顯示，9%鈀摻雜的 NiO 可快速催化反應， 溶氧量達 12.8 mg/L，效率優於 MnO₂ 與天然酵素，且連續反應三次後仍維持 96% 效率，金屬流失率小於 3.5%。本研究開發之 NiO:Pd 奈米酵素展現優異的催化活性與重複使用性，更適用於須穩定產氧量化的實驗課中和緊急供氧與環保催化等領域。

本研究探討種子球可應用在災後裸露坡地之植被復育。初期配方採培養土和黏質土進行初步實驗，後針對0403 地震裸露坡地的狀態，故改良種子球成分目的提升保水性與黏著性。研究發現土壤添加天然聚合物於前三日均能提升種子球之保水力，土壤加入海藻酸鈉(SA0.5)後水分保留能力顯著，3天內保水度較對照組差異達9.32%，5天內差異達2.55%。土壤濕度最高時，海藻酸鈉配方(SA0.8)黏著性表現出色可承重達150公克。此外，海藻酸鈉與甲基纖維素 (SA+MC)混合配方在黏著度上亦有出色表現，適用於坡度較陡或岩石較多的裸露坡地進行種子球投擲。本實驗之 種子球改良配方，有助於提升偏遠或難以到達的山林地植被之恢復效率，針對災後環境修復或可提供解方。