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佳作

田間昆蟲幼蟲鑑種及手機App檢索建立

田間昆蟲幼蟲會危害蔬果。藉由田間昆蟲幼蟲外部型態觀察測量,找出可供鑑別檢索的特徵,包括銅點金龜幼蟲頭長/頭寬比值最高(>1),其餘均≦1;青銅金龜幼蟲的大顎長/頭長比值比值最高(比值>0.55),其餘4種幼蟲比值均≦0.55;銅點金龜、獨角仙及姬兜蟲尾毛數量≦10根/mm 2,其餘的尾毛數量≦10根/mm 2;姬兜蟲幼蟲尾毛長度(mm)最長(>2mm),其餘的尾毛長度均≦2mm 。並根據幼蟲外部型態觀察及測量及尾毛分布特徵等實驗節中可明確地找出檢索的特徵,建立田間昆蟲害蟲幼蟲的檢索表,並能成功的完成田間幼蟲檢索鑑種分類檢索APP。並擴大建立更多田間昆蟲幼蟲檢索APP,及早鑑別危害的昆蟲種類,及早預防或撲滅害蟲達到田間防疫害蟲之目的,避免或減少農損。

地牛翻身全台震醒-結構的共振現象與減震對策

為了消耗地震時帶給建築物的巨大能量、並提升結構物抗震能力 ,解決地震帶來的困擾,因此我們探討建築物的共振現象、與裝設阻尼器及配置方式對減震效能之影響。本研究利用加速規-Palert、加速度測量APP-AccelView 、與振動平台等工具,量測自製之建築結構模型的受震反應與分析其共振現象,再加裝消能型阻尼器,並找出最有效之阻尼器配置方式。 本研究發現:(1) 振動平台的實測震度(gal)較理論值大,推測應是振動平台之滑軌平整度不完美所造成;(2)使用針筒作為消能型阻尼器安裝於樓層之間,減震效果顯著,而平均分布在結構立面的配置方式優於集中安排在低樓層,集中安排在高樓層者效果最差。因此,本研究建議採平均分布方式,可達最佳耐震效果。

翻硬幣與點燈的混搭

本作品結合兩道題目,給出有趣且新的結果。 第一題:硬幣兩面分別為「H」和「T」,有n個硬幣排成一列,若恰有k枚H朝上,便 翻動左起數來第k個硬幣──H朝上的硬幣數量,決定左起第幾個硬幣要翻動。試證明持續操作下去,能在有限次內操作至停止,並求出操作次數的平均值。 另一題為講座中提出的:有n個燈排成一圈,按一盞燈,不是由亮變暗就是由暗變亮,而且它左右兩盞燈會隨之變換當前的明暗狀態,試求使其由全滅變成全亮的方法和最少操作次數。 它們都屬於離散動態系統,本研究除了解決競賽題外,創意在於結合上述兩題的條件,形成一道新題目,給出可以操作至停止的必要條件、以及操作次數平均值的猜想。

VR健走之環遊世界

健走是一種較無負擔的運動,因而深受廣大人群喜愛,然而由於近期嚴峻的新冠疫情,大家為了防疫而不敢出門,為了滿足想運動也想要出國遊玩的使用者,所以我們設計了VR健走環遊世界系統,透過IOT鍵盤與滑鼠驅動裝置能夠讀取雲端資料庫中,使用者的操控指令,來驅動Google map街景移動,並透過手機體感裝置開發,讓使用者能夠以體感健行與姿態變換的方式,在Google map街景服務中進行環遊世界探索,包括前進、右轉、左轉、俯視、仰式、停止的姿態變換,此外我們設計了使用者介面APP,讓使用者能夠快速的選擇喜歡的遊玩模式,可選擇開車、步行、單人、多人模式,透過我們的VR健走環遊世界系統讓運動與旅遊出現新的篇章。

你的『海水拿鐵』要分層還是漸層?-表層海水變化對密度流的影響

在不同緯度與深度的海水,會因為溫度與鹽度不均產生密度差異,形成密度流。在北大西洋,因為低溫、高鹽、高密度的特性而產生下沉流,並發展成全球尺度的循環系統,稱為『溫鹽環流』。在近代氣候歷史中,溫鹽環流曾因北大西洋海水受融冰沖淡發生異常減弱,使洋流形式發生改變,全球氣候也短暫回冷,為『新仙女木事件』。 本實驗藉NOAA網站收集北大西洋的海水溫度與鹽度異常資料,轉換成密度異常資料後,與溫鹽環流源頭的表層溫度、鹽度與密度異常資料分析,並透過自製裝置模擬溫鹽環流,發現當上層海水密度下降時,會使下沉深度變淺,並在較淺的深度產生平流,使中層海水有較顯著的溫度和鹽度異常,同時表層海水異常,也影響了『鹽指』的發展形式。

探究離岸風機水下基礎之穩固度~以雲彰沙脊北側海域為例~

本研究以雲彰沙脊北側海域為對象,透過觀察風機模型的傾斜角度,來探究該震度、地層結構粒徑大小及風機水下基礎結構之間的交互關係。 我們分析實驗數據後發現,離岸風機的傾斜角度和震度呈正相關,也發現當水深大於沉積物深度時,風機模型傾斜角度會有明顯的變化。且我們發現當上層砂石孔隙率越高時,風機越容易發生傾倒的狀況。而後,我們也比較四種不同的水下基礎結構,並以單樁式為原型,優化出了三種不同的水下基礎結構,最後也透過改變接觸砂石的表面積,改善了風機的穩固度。

球面n邊形的孟氏共線與西瓦共點定理

本文主要在探討平面幾何學中的兩個重要結果—三角形中的『Menelaus定理』與『Ceva定理』推廣到任意的『球面n邊形』的相對應結果,對於任意的球面n邊形,我們分別找到了『球面n邊形的Menelaus共線定理』與『球面n邊形的Ceva共點定理』的一般化結果。

怎麼突然「逆」過來了—研究正逆微胞之型態

本研究目的為尋找容易形成逆微胞並觀察的方法,以作為教材。我們先以十二烷基硫酸鈉(SDS)或碳鏈較短的一元醇加入沙拉油形成的兩相微胞在顯微鏡下觀察,但因形成的微胞太小,透過顯微鏡無法觀察,故我們在油水混合溶液中分別加入SDS水溶液、正丁醇、異丁醇進行觀察。發現SDS僅形成微胞;在油/水比值為2以上時,加入正丁醇可形成逆微胞;在油/水比值大於1.25時,加入異丁醇可形成逆微胞。我們另使用易溶於水的乙醇作為界面活性劑,但改變添加順序,發現在乙醇油溶液中加入水可以乳化,且在油/水比值為1.25以上時,會形成逆微胞。而以易溶於油的正己醇作為界面活性劑時,發現在正己醇水溶液中加入油可以乳化,且在油/水比值為1.25以上時,會形成逆微胞。

盡出『洋』相-洋菜薄膜之探討

透過實作找出洋菜薄膜最佳的配方與脫水方式並進行拉力、耐彎折、耐衝擊、耐酸、透氣、溶解、燃燒、土壤分解與餵魚實驗,最後利用其可食用且易分解的特性設計產品。由實驗得知,水和洋菜粉在適當的比例下,分別添加甘油、可食用甘油或蔬菜甘油混合加熱的洋菜凝膠,都能利用冷凍脫水,均勻且快速的乾燥成薄膜。拉力、耐酸、耐衝擊和耐溶解實驗,無添加甘油的洋菜薄膜效果最佳;耐折實驗,添加蔬菜甘油 4g的洋菜薄膜效果最好;此外,各式洋菜薄膜都能在14天內被土壤分解。我們根據以上實驗結果,將洋菜薄膜製成提網、藥包、洗衣精包裝袋等產品應用在生活中,希望能取代一次性的塑膠製品,減輕地球的負擔。

遠近高低皆相同—圓錐曲線的等視角軌跡研究

本研究旨在探討圓錐曲線的等視角軌跡。我們利用幾何方法和過曲線外一點的兩切線夾角之cot⁡θ值恆等的條件求得:線段的等視角軌跡為兩對稱圓弧;圓的等視角軌跡為圓;拋物線的為單支雙曲線,且視角互補的軌跡恰為一雙曲線,視角90°時軌跡為其準線。 由於不同觀測點位置對雙曲線作切線的情況不同,只有在漸近線同號區能定義等視角軌跡,故我們擴充視角的定義,並提出等切線夾角軌跡來研究雙曲線的軌跡。橢圓的等視角軌跡和雙曲線等切線夾角軌跡皆為含根式的二次曲線,視角90°時軌跡為兩者的準圓。我們討論兩圖形的相似特徵:找出圖形凹向改變的條件,並以實驗數據說明軌跡的兩側近似於軌跡與y軸交點的密切圓(Osculating Circle)。期待能以研究結果解決一些視覺問題。