生活與應用科學科

當小轎車駕駛停車之後，即會將後照鏡收起來，而當車門開啟時，無法順利觀察後方來車，因此經常發生機車躲避不及的意外情形。我們為了減少上述車禍意外發生，特別設計一套紅外線感應器警告裝置，將此感應器裝置在後方牌照上方，以提醒機車騎士注意前方有車門開啟，並提醒轎車駕駛注意後方車輛的靠近。本設計之另一特點在於節省電瓶電量。當車子熄火的情況下，感測器才會開始偵測，而感測器電源完全由超電容提供，並不會消耗車上的電瓶電量。超電容之電量可以持續作動30分鐘，當其消耗完之後，只要車輛啟動10秒鐘即可再度充滿電量，不至於因斷電而失去功用，亦不會因此而產生危險性。交通部為防止突開車門的意外發生，已明令自102年7月起汽車駕照考驗增考「兩段式開門」，由此可見本設計在防護突開車門意外之重要性。

本研究探討如何讓磁鐵穩定懸浮，分別藉由光二極體與霍爾感測器偵測懸浮體位置變化，由Arduino內部計時器計時並計算懸浮體移動速度，藉由位置偏移量與移動速度來動態調整電磁鐵輸出的磁力大小。實驗中我們發現，使用光二極體來偵測懸浮體位置變化較使用霍爾感測器時訊號的穩定性較高可達穩定懸浮，但可偵測之間距較窄，僅在雷射光的直徑(約3mm)間；使用霍爾感應器時可藉由運算放大器將訊號放大，並藉由濾波法處理訊號達到穩定懸浮，其調整間距較寬可達 5mm以上；其中我們發現算術平均濾波法的雜訊抑制效果較中位數濾波法的效果更適合磁懸浮。

我們的研究主要探討古建築「三合土」灰漿的施作與應用，並以實驗所得的「三合土」灰漿進行古蹟復舊。研究過程中，分別就「不同白灰配比」、「添加不同纖維材料」和「養灰」三個實驗變因進行灰漿的力學性質測試，希望由實驗過程得到灰漿的最適配比。進而針對「三合土」灰漿與現代建材－水泥的力學性質進行比較，並實際搭建古蹟建築。 研究結果顯示：（1）內層灰漿重量配比為，蚵殼灰：水：糯米漿：糖漿：麻絨絲＝1：0.4：0.4：0.05：0.005。（2）外層灰漿重量配比為，石灰（養灰）：糯米漿：糖漿：麻絨絲＝1：0.4：0.05：0.005。（3）「三合土」灰漿在黏結力、結構強度透氣性三種建築需求上均優於水泥。（4）「三合土」灰漿可應用於古蹟建築的復舊與修復。

無線充電是近年科技發展趨勢，其效能問題仍待提升。實驗一（線圈200匝，直徑4cm，粗細0.37mm），在不同發射頻率都可測得感應電壓及感應電流，證明可行。實驗二，發射端（線圈200匝，直徑5cm，粗細0.37mm）與高斯計距離0至5cm內，磁場強度在5000Hz出現最高點，且距離線圈2cm時最強。實驗三，方波平均功率達正弦波的5.85倍。實驗四，我們最後採用20000Hz、線圈匝數組合200：100，轉換效率15％。實驗五，利用實驗四的結果，找出線圈直徑4cm：7cm、粗細0.37mm，轉換功率達42％。實驗七，1對1與1對2的線圈組合皆可進行傳輸。實驗八，對充電電池進行五小時充電，電池電流可達到160mA。

本研究探討「浮空投影」相關原理，並比較浮空投影器效果之影響因素，含不同斜面角度的四角錐、相同材料製作三、四、五角錐、不同厚度的透明清玻璃與PVC片及壓克力、相同厚度的黑半透明壓克力與透明壓克力、半反射綠玻璃與透明清玻璃之投影清晰度，以及貼上同廠牌三種不同隔熱紙對強光下投影之改善情形。並針對浮空投影器媒體螢幕影響因素進行探究，含不同螢幕亮度、對比度、濾藍光量、環境照度之投影清晰度。 結果顯示1mm透明壓克力製作的45度四角錐在成本、製作與使用效果上有最佳表現，輕便投影器以市售2或2.5mm A4 PVC膠片製作較優；螢幕則以高對比、高亮度、不濾藍光、亮度高於環境等條件可以達到最佳的投影效果，最後將結果應用在虛實互動浮空投影器及類3D立體投影電話。

自製「顯微電擊系統」以改良整合不適用舊（廢）品為設計原則，由「可調高電壓電源供應器」與「光學穿透反射兩用數位顯微鏡」組成，為本研究最重要電擊測試與觀察設備。另取洋蔥、吊竹草葉下表皮細胞進行測試研析，得知：電擊組織細胞過程，破壞面積隨電擊筆尖徑愈粗而增大，但破壞深度相對變淺，破壞區域深／寬比與輸出電流密度大小呈正比；不同植物細胞對電擊耐受度不同，破壞洋蔥下表皮細胞輸出電量為385V、0.53mA、0.2W，而破壞吊竹草葉下表皮細胞僅200V、0.3mA、0.06W，估算燃燒單位厚度細胞壁所需功率約為0.03W/µm。拖曳電擊筆連續擊破細胞如同切口效果，切割路徑相對於細胞長度及其軸向角度，將直接影響其切口寬度。

生物課時，許多學生會因製作植物切片標本而受傷，同時也發現切出的樣本不夠薄，導致無法順利觀察；而市售的切片機價格不是所有學校都負擔的起，因此本研究以做出一個使用安全、取材容易、操作省力及價錢低廉為主的切片機，供一般的樣本切片之用為目的。我們研發了三代切片機，尤其以第三代切片機，使用創意的削片的方式來製作植物玻片標本，並使用液壓系統控制切片臺的升降；此切片機可切出厚度達 5 × 10-3 cm的切片，與市售切片機的切片厚度 5 × 10-4 cm 相差約 10 倍左右，但兩種切片機的價錢卻相差140000元，因為此切片機主體使用的材料為木台，兼顧便宜、堅固及攜帶方便的優點。而且我們的切片機不僅可以切新鮮的樣本，亦可切石蠟樣本。

為了達到輕鬆搬且便宜、易收易放的輕質看板功能，我們研究以冷氣封板塑材、四尺鋁條、1號及2號壓線條等主要材料，成功地製造出防水且輕質的全座型看板。為了解決輕質看板承載桌面的負荷重問題，我們從容易操作的不同種類紙質的負重能力，開始比較堅固的結構狀態；以鐵絲製作不同的線形排列角架，進行比較負荷承載重物的最佳結構型態及使用較少原物料的設計。為了解決全座型的輕質看板「迎風偏移及傾倒」的問題，我們以縮小輕質看板與線型角架合體的不同排列方式，企圖找出較佳的迎風強度結構。為了取代舊型書桌承載看板桌面負荷重的問題，我們最後以塑膠水管製作可伸縮且定位高度的線型角架設計，以達到改進校內科展看板存放空間、佈置及校外科展看板搬運佈置的省力、省時、省錢的終極目的。

本研究是製作一部環保、全自動運轉與依照天氣變化可開啟或關閉的澆水開關。 研究從如何把主開關與槓桿結合在一起，使得擺動槓桿就能帶動主開關一起動作；接著研究槓桿左邊該掛上多少的重量，才能夠確實讓主開關開啟，讓水經由主開關流出，分成左右兩邊，左邊是主要應用的出水口，右邊是控制用的，它會把水引到槓桿右端的裝水容器中，使槓桿右端的重量大於左端而讓主開關關閉，水停止流出；接著再研究右端裝水容器中的水，如何減少而使重量變輕小於槓桿的左端，讓主開關自動開啟，繼續下一個循環讓水流出來。 研究發現介質虹吸原理，能夠控制主開關在晴天、陰天、雨天不同天氣，以不同的時間啟動主開關，完成一部具有智慧澆水的自動裝置。

本研究主要分析流星的位移、平均速度及運動變化。研究發現：臺東觀察點(o)拍攝的流星(2012/08/13，AM04:03)，其位移為25.68 km，平均速度為33.35 km/s，與理論中流星體進入地球大氣的速度範圍(11~72 km/s)相符，且該流星應為英仙座流星群之一。以UFO Analyzer軟體分析流星影像圖檔，發現隨著時間增加，方位角及方位角對數值逐漸遞增，而仰角及仰角對數值逐漸遞減(paz ≈t1.7，流星仰角(ev)與時間(t)的對數比值約為1.0，即：log ev≈1.0 log t=>ev  t1.0。另外，隨著時間的增加，流星高度遞減，但瞬時速度呈不規則的變化。在高度約79km時，瞬時速度明顯減少，分析得知速度驟變的區域在電離層與中間層之間的交界處附近。