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佳作

租屋客的租房選擇—「寄」人籬下的難題

我們以台東海岸地區以及小野柳的皺紋陸寄居蟹〈Coenobita rugosus〉作為研究物種,想了解小野柳風景區這樣受到人為干擾的棲息地,陸寄居蟹揹殼合適度到底有多少?我們想藉此研究並進一步地探討陸寄居蟹的換殼行為。根據寄居蟹與螺殼的形質相關性分析,我們找出了殼內體積和重量與寄居蟹身體大小的相關性最高,而行為實驗測試也獲得了相對應的結果,我們發現寄居蟹若是揹著一般螺殼,則會傾向換成內體積較大但較輕的螺殼;若是揹著非洲大蝸牛的殼,則會傾向換成內體積較小但較重的螺殼。而小野柳地區的寄居蟹族群比起鹽寮海岸,揹著適中和偏大殼的陸寄居蟹所佔比例較高,可見這幾年來小野柳舉辦「給寄居蟹一個家」的活動對當地寄居蟹生態有著正面的幫助。

感覺對了嗎?高砂鋸鍬形蟲的溝通行為研究

高砂鋸鍬形蟲會溝通嗎?用什麼器官及如何溝通?研究發現高砂鋸會溝通。打鬥前,雄蟲與雌蟲分別以每秒2.93次及1.6次的頻率震動觸鬚,再以每秒0.47次及0.11次的速度向敵蟲伸吐口器,是為示威的溝通。 交配時,雄蟲與雌蟲會使用生長在頭部的觸鬚、小顎鬚及口器,以觸覺及非觸覺的形式傳遞及接收訊息;並透過生長在腹部下緣、腹部及頭部背板的表皮結構,以觸覺的方式接收訊息。 雄蟲打鬥模式可簡化為「插」、「夾」、「舉」、「拋摔」;雌蟲則為「下壓」、「夾」、「舉」、「拋摔」等四個步驟。交配模式可分成「觸動」、「觸刷顎點」、「觸動輕拍」及「交配」等四個階段。

生死一「數」間

在生死一「數」間的研究中,假設有x人排成環狀,順時針編號1到x號,從頭開始,以保留→殺掉、保留→殺掉…的方式,找出最後的存活者。首先,我們探討在沒有免死金牌的情況下,總人數x與最後一個存活者F(x)有線型分布之關聯性。第二步,我們尋找擁有免死金牌的人為第y號時,總人數x與最後一個存活者F(x, y)之規律性。第三步,在y的變化下,我們討論F(x, y)與F(x+n, y+2n)之間的關聯性。最後,我們將總人數x固定,尋找最後一個存活者F(x, y)出現的次數及機率,並加以討論與研究。

隨波「阻」流─液體中物體運動研究

本實驗研究物體在液體中運動與阻力的關係,物體在液體中運動所受阻力與多項變因有關,本研究探討鋼珠直徑大小、鋼柱直徑大小、落入液體種類、破水時鋼珠轉速與阻力係數的關係。實驗設計將物體離液面固定高度時使其掉入液中以高速攝影機錄下鋼珠軌跡,再以tracker分析時間與鋼珠落下距離數據,探討物體在液體中的阻力係數。 在實驗分析過程中我們嘗試建立一個數學模型,將理論值與實驗數據做比較。最後得知鋼珠之阻力係數與鋼珠直徑平方成正比,圓柱體之阻力係數與圓柱體底面直徑平方成正比;不同體積百分濃度的洗衣精,其阻力係數相關呈w形;物體旋轉轉軸與落下方向垂直,轉速愈大阻力愈小;旋轉轉軸與落下方向平行,轉速愈大阻力愈小。

淋淋傱傱-探討物體移動速度與受雨量的關係

又是個陰雨綿綿的日子,進入冬季後的基隆,在東北季風的侵襲,便籠罩在陰溼多雨的氣候當中。對基隆人來說,下雨和雨具在我們的生活中已經是不可或缺的物品了,但總有忘記攜帶雨具的時候,此時一定會被淋成落湯雞,有沒有方法能讓自己比較不會淋濕?據傳言「雨天時,跑步會比走路淋到更少雨」,然而事實是否真是如此呢? 從模擬下雨時物體移動速度與受雨量,觀察到(1)移動速度越快,可以減少受雨量,速度從0.15 m/s提升至2.46 m/s受雨量從2.447公克下降到0.480公克,而速度超過1.60 m/s後受雨的變化量逐漸減緩。(2)上方受雨量變化同樣會隨著速度而有變化。(3)而前方受雨量和移動速度沒有關係,受雨量依然沒有太大的變化。(4)速度超過1.6m/s時,前方受雨量會成為主要受雨面

一折不兩斷的義大利麵條 —探討不同條件下義大利麵條的斷裂情況

用手折義大利麵條,並不容易斷成兩段,反而常斷為三段以上。我們建立能控制變因的折麵條機構,模擬手折的情況,探討不同義大利麵條斷裂的情況。 發現砝碼的落下距離越大、兩施力點越近、施力點與支點越遠,麵條容易斷成兩段,當麵條越彎曲,越容易斷裂。圓形麵條越粗,容易斷裂較多段。而寬扁麵條的平均斷裂條數少於圓形麵條。 當麵條受力後,彎曲處會像波一樣傳遞。若是慢慢彎曲麵條,會使麵條在最脆弱處產生第一個斷裂點,接下來會因能量傳遞而在其他點繼續斷裂;若以一定速度彎曲,曲率半徑最小處傳遞後,會在先轉動的施力點另一側發生第一次斷裂點;文獻與實驗都可發現斷裂的麵條會被拉直,產生曲率半徑較小的位置,而繼續斷裂成多斷。

欺騙你的小眼睛─視我本色

我們主要是在探討眼睛看到的顏色不一定是真實的顏色;我們主要有兩個研究主題,一個是探討色彩對比後的視覺,另一個則在研究色彩同化後所產生的顏色變化。我們要探討的變因有:顏色變化與底色的顏色及線條的粗細、間距、密度、彩度等的關係,最後也結合了「色彩對比」及「色彩同化」的原理與視錯覺「白色僧侶幻覺」的關係。

在PET上製備奈米銅網格,作為軟性透明導電薄膜之研究

需求快速成長的電子產品正在日新月異的進步,其中人手一機的智慧型手機的觸控面板多以銦錫氧化物玻璃來作透明導電基板。因其價格高、不耐彎折,所以未來穿戴式的觸控材料需要下世代的技術突破。本文在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上製備銅網格,以獲得透明、可彎曲又導電的薄膜來提供觸控應用。製程包含PET表面化學改質、鈀觸媒或銅觸媒接枝、化學鍍銅、曝光與蝕刻來製作導電線路。鈀與銅觸媒的化鍍銅網格膜的導電性(導通簡易導電迴路並符合歐姆定律)與耐折彎能力(皆為500次)表現相當。透明度則以後者較佳,達88%。本文並探討PET上各製程步驟的化學反應機制,比較與討論鈀和銅觸媒對透明導電膜的製備及透光度與電性的優劣影響。

樹葉現形記

生態移印染是將植物經由加壓與高溫,將植物的丹寧色素染印在織品的做法,所用的植物葉片需求量低,無毒且量多的植物都可以用於移印染。 媒染劑可使移印染的顏色產生變化,移印染的顏色來自植物的鞣酸色素,只要鞣酸含量高,除去革質葉植物與肉質葉植物都是移印染的優良素材,而鞣酸成分是能檢驗的,我們用氯化鐵滴入植物汁液檢測,轉為藍黑色則代表鞣酸含量高。移印前可以先測試鞣酸含量以避免浪費資源。 移印染後的作品可用來製作多樣手作產品,近年來有許多社區都致力於運用在地植物進行天然染色與文創商品研發,生態移印不脫離植物染的範疇,但運用上更簡便,植物葉片的需求量也不多,若能以在地的植物進行移印染則是植物帶來珍貴的資源。

開不開,有學問-皮鞋開瓶塞研究

一則網路影片用皮鞋開酒瓶塞,引起我們的好奇,背後的原理和影響因素是什麼?經討論及資料蒐集,設計實驗並自製撞擊器來控制撞擊力,希望找出原理和影響的因素。發現:撞擊力須透過液體傳遞,且液體量要足夠;撞擊頻率高有較佳的瓶塞移動效率;撞擊力傳遞至瓶塞須大於瓶塞及瓶口間的阻力才能使瓶塞移動;瓶身角度須水平置放;墊子的緩衝性太好會吸收撞擊力,可能無法克服瓶塞的摩擦力;不同材質及不同表面性質的瓶塞會影響瓶塞移動的成功率;容易產生氣泡的液體,瓶塞移動成功率較好,黏滯性高的液體則較差。瓶塞移動的主要因素是靠撞擊力的傳遞來推動瓶塞,可以用流體力學的白努利定律來分析,而空蝕現象的發生則有助於瓶塞的移動。