佳作

本研究將裝入定量純水之量筒放入容器中，敲擊量筒，並探討量筒外水量、水位與頻率變化之關係。研究後發現，敲擊量筒後，會產生相對低、中及高三種頻率，其訊號強弱與量筒內外水位高低有關。 我們以水位高度代替水量，來驗證影響頻率變化的僅為靠近量筒內外之有效薄層水體，結果顯示，當水位高度達一定，就能滿足共振條件，而非整體水量。量筒外水位對頻率之影響呈階段性，第一階段頻率變化不明顯，第二階段頻率隨水位增加而降低，第三階段薄層水體達共振條件，頻率持平。 此外，當水位高度一樣，內、外薄層水體相差不多時，頻率可能會相近，但大部分是量筒外有水時較低，推測可能因量筒厚度、底座或量筒內外水體存在空間不同造成之結果。

本研究源於 2016 年數學雜誌 Crux Mathematicorum 的一個三角形定性問題[1]，我們將這個問題進行推廣且創新探討其定量與定性性質。我們先討論任意三角形與任意凸四邊形、凹四邊形，分別針對不同連線情形下的兩個衍伸圖形的有向面積之和與有向面積之差進行完整討論，再巧妙利用平移不變性處理行列式級數和，最後給出一般化的不變量關係式與刻劃其幾何意義。此外，我們也特殊化探討其衍伸圖形恆為正三角形、正方形等有趣優美的定性性質。最後，系統性推廣到平面上任意封閉的凸四邊形、凹多邊形，先給出不同連線方式之間的重要輪換對稱性質，再分為奇多邊形與偶多邊形進行討論而得出任意連線構造的衍伸圖形之有向面積不變量的一般式。

本研究旨在探討地衣內酵母菌的存在及與內生真菌的互動關係。首先將採集地衣樣本分類並進行酵母菌培養，從柵欄石蕊(Cladonia parasitica)培養出酵母菌並以其進行研究。我們發現酵母菌在Cladonia parasitica中分布於其主要葉狀體(Primary thallus)，並由鑑種得知其為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。我們亦培養柵欄石蕊等地衣的內生真菌(endolichenic fungi)並鑑種得知柵欄石蕊有Trichoderma afroharzianum、Trichoderma pubescens、Trichoderma simmonsii、Trichoderma reesei等木黴屬內生真菌。亦透過對峙實驗得知釀酒酵母在攝氏10~30度間，無論有無其他菌源下，均能促進Trichoderma simmonsii成長並抑制Trichoderma afroharzianum及Trichoderma pubescens，推測地衣中的酵母菌具有平衡內生真菌，並具有發展為生物農藥的潛力。

本研究旨在確認加入絹雲母培養的菌液是否可提升生物膜產量，進一步提升保肥能力並幫助作物生長。研究結果顯示，菌液中加入絹雲母確實可以提升生物膜產量及部分菌株的菌液黏度，且這可能和絹雲母具有恆定pH值的功能有關。而在模擬土壤實驗中，菌液加入絹雲母後有較高的多醣含量，並且進一步提升保肥能力，且分別可減少31%的鉀肥以及17%的磷肥流失量。最後將絹雲母菌液做為保肥製劑應用於尖葉A菜（Lactucasativa）的種植，實驗結果顯示：加入絹雲母的菌液與未加入絹雲母的菌液組別相比，提升了30%的收成量。本研究結果顯示，絹雲母菌液可實際應用作為保肥製劑，透過恆定菌液pH值，促進生物膜發育，提供土壤穩定的高多醣含量，進而提高肥料之利用率而幫助作物生長。

本研究旨在探討電訊對於秀珍菇(Pleurotusostreatus)、珊瑚菇(Pleurotuscitrinopileatus)、玫瑰菇(Pleurotusdjamor)之間的影響和遭遇逆境時產生電訊號的現象。研究發現：(1)提升菇蕾及子實體的個數－黑暗、電訊；提升子實體蕈柄/蕈傘大小－黑暗/半光暗；加速菇蕾發育成子實體－預冷、電訊。(2)電訊刺激能加速蕈菇完成生活史，且對於部分蕈菇而言，促菇蕾發育成子實體最佳電壓為1.5 V。(3)電弧主要效應在菌絲與子實體的轉換。(4)菌絲會因突如其來之巨響而改變波形，澆灌酸、鹼、鹽液後電壓大多上升，頻繁出現之固定數值為1221、1526.25及915.75 µV，推測為菌絲受逆境時發出之有意義訊號。(5)1.5V有利於減緩逆境對於子實體蕈柄的損害。(6)外加鈣源有利於秀珍菇菌絲生長。(7)新鮮珊瑚菇能有效吸附銅離子。

本作品的特色是以Arduino微處理器為核心，利用開源軟、硬體，自製一個電腦數值控制系統的保麗龍自動切割機。使用者只要先以繪圖軟體Inkscape製作出切割路徑的G-Code程式，再以Universal Gcode Sender軟體將程式傳送至控制器，系統即會自動控制步進馬達，將所需切割之圖形自動、快速的切割完成。

高斯光束(Gaussian beam)穿過透明液體時，對液體局部加熱，使液體有溫度梯度，伴隨著產生折射率梯度。葉綠素-a(Chlorophyll-a)乙醇溶液對紫光的熱吸收率為乙醇的數百萬倍，橄欖油的葉綠素-a含量很高，利用高斯光束照射橄欖油時，橄欖油吸收的大量的熱量產生折射率梯度，以及產生熱透鏡(Thermal lens)和自調相(Self-phase modulation)現象。 以雷射光照射橄欖油，由於熱透鏡現象使光束擴張成大亮點(半徑R)，由於自調相現象使光束在屏幕上產生繞射圖樣(繞射亮紋數目N)。圓柱筒裝橄欖油(液柱長度a)，用不同功率的雷射照射橄欖油，探討吸收的熱量對R和N的影響。另外使光束先經凸透鏡聚光再照射低熱吸收率的色素水溶液做對照比較。

本研究目標旨在完成多人合奏、原音重現的自製樂器，透過Arduino作為傳遞訊號的中介，並以電腦對應輸出不同樂器的實際音色。在系統架構上，我們利用Arduino的類比訊號，讀取電壓值轉換成字串對應音階，實際錄製我們想要的樂音建立音源資料庫，以視覺化圖形輔助音階表現，隨時對設備進行調整，完成撥放系統的模組。實驗過程中，我們測試了兩個世代的訊號傳輸系統，最終以分壓原理為知識架構，焊接可變電阻，形成有效、穩定的訊號傳輸。其次，以生活上的紙箱素材、Cat6雙絞銅線、鋁箔紙自製耐受恢復力高、導電性高的琴鍵結構。最終，透過以上的研究歷程製作出虛實整合的電音樂團(BAND)。

本實驗源自於IYPT競賽中的實驗主題之一，其目的在於探討水旋渦的多邊形幾何性質與其相應變因。該問題打破了我們對於渦漩應該是圓形的基本認知，又在查詢相關資料時發現該流體性質在龍捲風、颱風與木星極點上等渦旋結構也具相同現象，因此我們決定探究多邊形渦漩的邊形結構與流體黏滯力、轉速、液體深度之關係，並探討流體形成多邊形之流場變化。在實驗結果中我們發現液體的黏滯力越高、水面離轉盤深度越高所需形成多邊形的轉速越高，但轉盤下水深與多邊形的邊形形成較無影響，另外，液體流速在邊形的邊角上較快且具備小渦漩的性質，可以用Kelvin-Helmholtz instability進行討論。我們期望在未來可以將此延伸應用於渦流分選器或是對於渦漩成因的理解上有所助益。

據2017年台電歷年售電量統計，撇除佔了七成多的工業用電，佔比最多的便是住宅用電。住宅用電中，第二耗電的家電為冷氣機。雖近年冷氣機大多為變頻冷氣，能夠減少耗電，但因臺灣位居亞熱帶，常年氣候炎熱潮濕，於夏季時許多家庭會開著冷氣長達十小時。因此，冷氣耗電一直都是每個家庭的問題，冷氣帶來的溫室氣體也是每位人民該重視的問題。秉持減少家庭用電的理念下，我們以蝴蝶鱗片為發想作機構、銀蟻反射陽光（反射長波，並吸收短波）原理為塗料，設計出了烈日當空時，可以主動追日，使屋頂板角度呈現與太陽垂直之狀態，最大化的反射太陽熱能，藉此改善夏季熾熱的源頭，進而解決冷氣耗電，間接減緩地球暖化之議題。