生活與應用科學科

本研究是為了改進市售自行車之剎車系統缺點而研究，目前市售之剎車系統中，若先剎前輪，會因力矩作用而造成翻車之危險，若先剎車後輪，則沒有此危險，有鑑於此，改進這一缺點是本團隊重要的想法。『自行車若能於剎車時，無論先剎車手把左邊之剎車或先剎住車手把右邊之剎車或同時剎左剎車與右剎車，改進之裝置能自動地先剎住後車輪，再剎住前車輪，達到安全剎車之目的』，係為本研究之主要目的，為達此目的，本團隊經討論、繪圖、加工製造與組合測試之不斷改進而測試成功，經證實亦能達到此目的。自行車剎車改進裝置是以不修改目前自行車之車架之樣式為基礎，只做一機構來改進其剎車系統，此機構能裝置在各種自行車上，不必購置新的車架，方便現有各種樣式自行車之改裝，亦為本研究之目的之一。本研究以科學方法之證實發現，此機構對於剎車控制確有其順序性，其順序與研究目的相符合，可為自行車之安全增加一層保險。

樂透機上的彩球，為何控制閥打開時，彩球就被吸管吸出。

本研究為設計製作一雙具有吸塵及涼爽功能的鞋子，由自行改良之“大孔徑單向閥”及自行研發之“磁浮式氣囊”所組成；穿上吸塵鞋，踩下時可壓出氣囊內之空氣，經排氣孔吹至腳底，而產生涼爽效果，抬起吸塵鞋時，磁鐵互斥力作用彈起時所產生的跳躍感，能使人感到愉悅，氣囊因磁鐵互斥力而擴張空間產生吸力，能將鞋底含有灰塵之空氣吸入，而灰塵可經濾布過濾而附著於濾布上；本鞋不需人力以外之能源損耗，且濾布可拆洗重複使用，達到節能減碳、運動及環保的效益。

這學期自然課第一單元老師講到「熱和我們的生活」，使我燃起對太陽能爐的熱情。於是，我和老師討論後決定做個研究。老師建議我：先瞭解一些問題，譬如：有哪些方法能聚集太陽熱能？什麼顏色的玻璃當太陽光穿透後溫度最高？什麼材質（顏色）的反射板反射出來的光線最強？於是我先參考書中的知識來做一些實驗，結果發現： 一、透明玻璃較各種有色玻璃在鎢絲燈(仿太陽光)的照射下，光穿透的強度最強。 二、太陽光經反射板反射後，陽光的亮度與溫度與反射板的反射面積大小及表面光滑度成正比，且聚光愈集中，溫度愈高。 三、黑色鍋具的聚、吸熱效果最佳。 依據上面實驗結論及網站上前人的經驗，我們選用較經濟實用的鋁箔、自黏式鋁箔膠帶及自黏式PE 鏡面板做成反射板，並加以組合成近似拋物面(錐形)的反射聚熱爐具，再以透明玻璃容器充當保溫罩，內置易吸熱的黑色鍋，並以185W 赤光燈模擬太陽光照射爐具，經多次實驗改良驗證，終於設計出聚熱效果佳、爐具輕巧好攜帶、製作組裝容易的太陽能爐具。接著我們將這個太陽能爐具放在太陽光下測試，結果真的證實太陽光能將生米、綠豆、雞肉煮熟喔（如圖1、2、3）！

本研究是運用農產品廢棄物～探討製作環保再生碗。研究過程中結合再生紙的基本製作方法，思考改良設計一套異於平面的再生碗製作流程，並由多種家庭常用的粉劑找出適合與玉米纖維膠結的膠合劑，並由不同的壓模方式找出能統一固定形狀的器具，同時探討各種乾燥方法的效果，最後配合保護膜的內外塗?與浸泡，進行再生碗的盛水試驗。

全球暖化已不只是報紙上的國際新聞，未來，暖化影響我們\r 日常生活的程度，只會日漸嚴重。但現在還來得及，只要你\r 我隨手一個簡單的小動作，就能有效減少二氧化碳的排放，\r 挽救暖化的日漸惡化。\r 在能源危機日益成為人們關注熱點話題的今天，可再生\r 優質能正逐漸被各國所重視，並正走進我們的生活。\r 「由奢入儉難，由儉入奢易」，所以我們從小就要養成節\r 約能源的好德性，珍惜地球上得之不易的能源，這樣我們的\r 子子孫孫就不需為能源問題所困擾了。大部分的能源都無法\r 再生，而佔我們日常生活最大多數的能源都是無法再生之能\r 源，因此能源對我們非常重要，要好好珍惜使用。這樣才能\r 讓我們的後代子孫，在這美麗的地球生生不息的生存下去。

「數位攝譜儀」是利用光柵分光，使用數位相機拍攝光譜。「數位光譜分析法」是電腦軟體程式，可將拍攝到光譜數位影像放大成「馬賽克」，作為光譜的最小「色塊」，並將每個色塊轉換成一組七維的顏色座標[(波長)，R(紅)，G(綠)，B(藍)，H(色相)，S(彩度)，B(明度)]分析光譜，可精確測量各種未知光源放射出的光波波長、鑑定原子光譜，且操作方便，無須使用電路設計，其中： 1. λ座標係由光譜線的位置(x,y)轉換而來。 2. R、G、B座標則記錄對應的紅、綠、藍色成分強度 3. H(色相)為紅、黃、藍分佈於360?色環，表示「色彩相貌」，是顏色的特徵。 4. S(彩度)為色彩中灰色的含量，灰色含量越低，彩度值越高，色彩會越飽和。 5. B(明度)為色彩的明亮程度，數值越高接近白色，數值越低接近黑色。 我們完成以下實驗：\r 1. 測量氫、汞及鈉原子的原子光譜，建立「數位光譜資料庫」。\r 2. 鑑別波長589.0、589.6奈米的鈉雙線。\r 3. 比較數位相機影像與光學相機正片的色彩顯影。\r 4. 鑑定太陽光譜中的吸收光譜(Fraunhofer Lines)。\r 5. 分析獵戶座α、β的可見光光譜。\r 6. 用顏色座標(λ,R,G,B)測量發光二極體的波長範圍。\r 7. 比較He-Ne雷射與雷射光筆放光的波長範圍，發現雷射光筆之光並非單頻。\r 8. 使用光感應器測量LED於不同距離的照度，發現約與距離平方成反比。

我們這份作品主要是在探討垂直震動與水平震動對實驗中的農作物（苜蓿、小白菜），當處於每日固定時間的震動環境中，其發芽率與農作物重量增加值的情形。實驗分為實驗組與對照組，每天中午啟動垂直或水平震動裝置各 20、15、10、5 分鐘（震動強度大小相同）；對照組不予以任何處理，震動時間 0 分鐘。然後每天觀察農作物的發芽數目及幼苗的重量增減狀況，計算出種子發芽率與幼苗重量增加值後，再將結果製表繪圖紀錄下來。研究結果發現，受垂直震動影響的苜蓿與小白菜種子發芽速率較快，發芽率高於未受垂直震動影響的苜蓿與小白菜種子。實驗中的農作物種子每日受到垂直震動時，可能增進了發芽機制的運行，因此使得發芽率高於沒有受到垂直震動影響的農作物種子。受水平震動影響的苜蓿與小白菜種子發芽速率較慢，發芽率低於未受水平震動影響的苜蓿與小白菜種子。實驗中的農作物種子每日受到水平震動時，可能影響了發芽機制的運行，因此導致發芽率低於沒有受到水平震動影響的農作物種子。受垂直震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗重量增加值較大，總重量增加值高於未受垂直震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗。實驗中的農作物幼苗每日受到垂直震動時，可能增進了植物生長機制的運行，因此使得重量增加值高於沒有受到垂直震動影響的農作物幼苗，這也可能和生長素的分布有關。受水平震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗重量增加值較小，總重量增加值低於未受水平震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗。實驗中的農作物幼苗每日受到水平震動時，可能影響了生長素的分布，因而抑制或延緩植物生長機制的運行，因此使得重量增加值低於沒有受到水平震動影響的農作物幼苗。綜合言之，我們的實驗發現：每日固定時間的震動以及震動的方式（垂直或水平），確實對於實驗中的苜蓿與小白菜種子及幼苗產生萌芽及生長上的增進或阻礙現象。

近視人口逐年攀升，為避免眼睛近視，我們製作了本作品。本作品以貼身保鑣的方式，隨時觀察使用者用眼的狀況，當偵測到使用者錯誤使用眼睛而造成視力傷害時，作品會自動以人性化的方式提供使用者正確用眼建議，讓使用者依正確用眼建議改正不良用眼習慣。根據各種醫學文獻資料顯示：一、近視形成的因素是長期眼睛疲勞，二、正確使用眼睛可減緩眼睛疲勞；因本作品可有效改正不良用眼習慣，所以本作品能有效防止近視的發生、減緩視力惡化，甚至於能改善視力。作品使用人工智慧方式會依使用者所處的場合，自動調整用眼建言，所以作品可全方位全程守衛眼睛，只要配戴本作品就有如聘請了一位全年無休的眼科醫師，隨時指導你正確的使用眼睛，遠離近視。

我的研究工作有三項重要成果：第一，根據物理學的彈性體振動模型發現：主動脈硬化的定量分析可由測量主動脈相對於心臟運動的延遲時間明確得知，且可用臨床使用的心臟超音波儀器直接進行測量，同時上述之延遲時間確定可由體外的胸前超音波掃描（TTE）準確測得，免除受測者的不適，及避免副作用，使得此一新方法更具方便、普遍的優點。第二，由自製的「彈性體模型」所得數據與由超音波影像所得結果相吻合，且流體的黏度不影響延遲時間，印證此新方法是可靠的。第三，本方法與臨床用的血管造影術、血管脹縮速度測量；及醫學研究用的 WK Model做比較，發現此新方法具非侵入性、能早期診斷、能定量分析、不需接觸病人、鑑別度高、可分辨性等優點，值得推廣。