佳作

一、本研究 探討 連動桿繪圖機 的 結構 以 及相關原理， 並 改良原有的繪圖機 。 二、順利找出繪圖機桿長的限制。在改變連桿長度以及旋轉半徑等變數的研究中，改變後的變數必須符合桿長的限制才能順利繪製出圖形。 三、找出繪製 圖形的 形狀 也 找出 繪圖 點 B 和 繪圖 點 P 的 極值。 四、探 討出 轉盤的旋轉速度、連桿長度以及旋轉半徑對於繪製出來圖形的影響。 五、改良現有的繪圖機，並且以改變旋轉速度、連桿長度以及旋轉半徑三個變數來繪製出不同的圖形。 六、依照研究的成果來改變繪圖機的變數，順利繪製出想要的圖形。

根據本研究問卷調查結果，顯示本學區內約有58%家庭藉由將水煮沸再放涼的模式來製造飲用水，因此從節能減碳的角度上，探討如何回收熱水降溫所釋放出的熱量將有助於環保。本研究運用熱水散失於環境中的廢熱來提高冷水煮沸前的溫度，以減少後續加熱所需能量。於實驗中發現縮小容器體積與熱管長短搭配，並在隔熱裝置及冷熱水鍋之間加上鋁箔罩效果最好，可在1小時內節省超過43%的能源！甚至只需15分鐘就可節能30%！最後，利用能源採集技術設計可自我供電的低功耗IoT使用者介面，實時監測水溫狀況，再透過機器學習方法，提供預估的熱交換等待時間的功能，最後將訊息以Wi-Fi傳至手機APP中顯示。

本報告主要針對球體在不同作用力下，影響其行徑軌跡之研究，運用都普勒效應及柏努利定律等概念，設計實驗裝置。為了探討球體水平方向及自由落下垂直方向的運動獨立性，自製3D列印實驗球體 (圓球和橢球體)與球體旋轉軌跡裝置，分別引入水平與垂直氣流進行球體軌跡實驗。透過相機錄製影像與物理實作APP擷取聲音頻譜資料，再運用Tracker軟體進行數據處理。此外，善用磁生電原理，驅動LED光來測得球體轉數。最終，實驗結果發現球體形狀、轉速跟空氣氣流產生不同作用力，都會使得球體產生偏轉，皆符合柏努利定律來進行解釋。

本研究源於競賽之幾何問題，將其動態化與一般化得到三角形各邊同向生成正多邊形頂點與頂點連線特定的圖形不變性。本研究證明出： 一、兩外延正n邊形與框架正n邊形同相對位置的頂點(分別為Bi、Ci、Ai)，與三角形可動頂點K 恆形成平行四邊形BiAiCiK，此為形成不變性之關鍵。 二、當三角形可動頂點之角度為定值θ，則框架角分別為180+180/n-θ及180-180/n-θ度。 三、三角形可動頂點K移動過程中，兩外延正多邊形中以K為起點分別依順時鐘與逆時鐘依序對應之頂點會形成(n-1)組的以底邊中垂線為對稱軸之軌跡，並與K點軌跡形狀相同、大小分別為框架正n邊形第i-3或i-4對角線長度倍數的圖形(若i-3、i-4≦0，則為1倍)。

探尋互繞雙類星體是天文研究中重要的課題，互繞雙類星體是星系合併的產物，也是產生重力波的來源之一，研究其性質能使我們了解星系合併的機制，而光譜是最直接研究的面向。雖然目前已經有大量數據，但相關的研究並不多，雙類星體的性質研究也尚不成熟。在本研究中，我們發展出能從類星體光譜數據中尋找雙類星體的方法，並進一步探究其性質。本研究運用機器學習中的主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）擷取雙類星體的特徵光譜，結合PCA係數分析、最鄰近搜索和支援向量機（support vector machine），精準的篩選雙類星體。我們將此方法運用在Sloan Digital Sky Surveys所提供的類星體光譜資料庫，找出並匯集約500個新發現的候選雙類星體，並使用此數據進一步探索目前未被發現的雙類星體物理性質。

本研究由一題三角形內心與其旁心三角形頂點連線交外接圓所構成三角形面積問題出發，藉由相似形的觀察發現可透過連接頂點與內心作中垂線作圖而成，以此為靈感開始定義點心中垂三角形，創新探究其他形心所構造的點心中垂三角形性質以及與原三角形的面積比，過程中發現三角形五心之間心與心互換的關係，讓我們聯想到如果繼續疊作中垂線，三角形有外、內、垂心共點與共線性質，接著我們延伸至四邊形與多邊形，發現層層之間的圖形有彼此相似與對應邊 平行…等共點、共線性質存在。

我們擴充”Presidential”遊戲，創發出5×5範圍內的13連方棋盤，走出最大佔地範圍，並以圖論方法分析圖特徵，得到歐拉行跡與合成結果的最長路徑。環圖最大佔地結果18≤𝐴𝑚𝑎𝑥≤22，樹圖𝐴𝑚𝑎𝑥=23。歐拉行跡遇到分叉點會增加選擇，重複踩點；遇到圈則會減少重複踩點的次數；遇到有分支的環則必先走完環才走分支。依據環特徵及分岔點數量，本研究得到圖的最長路徑4≤𝐿𝑚𝑎𝑥≤8。

為突破摩爾定律限制，提升光刻機效能成為晶片製造領域的重要課題。本研究旨在利用「鏡面陣列」降低光強度散失以提升光刻機效能。實驗中以光譜儀測量光源經凹面鏡及平面鏡反射後的光強度和光點面積，並將數據標準化。結果顯示平面鏡光強度隨數量增加線性下降，凹面鏡則為指數下降，且光強度散失自第六面面鏡始小於平面鏡。在包含平面鏡與凹面鏡的陣列實驗中，先以七面平面鏡搭配一面凹面鏡，測量不同位置的光強度，選出最佳組合，再逐步以凹面鏡替換平面鏡。結果顯示光強度最強的組合為「平平平平平凹凹凹」，因此並非使用越多凹面鏡就能提高效能。未來研究可從最佳組合出發，改變塗層材料、鏡面面積和曲率等變因，進一步提升光刻機效能。

本研究觀察桃園蘆竹區6個不同生態埤塘鳥類分布，研究時間2023年9月29日至2024年5月30日，用 相機拍照紀錄鳥類數量共觀察31次，研究結果：6個埤塘觀察到鳥次，28科70種鳥類31571鳥次；2-18生態埤塘比2-1-1休閒埤塘，多13科、29種、8655鳥次，辛普森生物多樣性高0.26、2-18埤塘鷺科、雁鴨科為主，2-1-1埤塘燕科為主。2-18埤塘多樣性棲地，提供鷺科、雁鴨科、秧雞科、鷸科、鴴科鳥類最佳棲地，共發現44種鳥種，辛普森生物多樣性0.93，門辛尼克豐富度1.29最佳。5個農業生態埤塘2-18埤塘鳥類數量最多。2-19、2-20埤塘候鳥數量最多，鄰近生態埤鳥類族群有遷移現象，埤塘水位高低與鄰近農田耕作會影響鳥類遷徙活動，潛鴨相當具有特色，可提供環境教育與觀光場所。

本研究探討如何利用空氣中的水分開發出創新型的空氣產水裝置。首先透過文獻探討，比較冷凝式和吸附式等不同空氣產水技術的優缺點。接著依據文獻分析，設計並製造結合冷凝式和吸附式的模組化空氣產水裝置，利用致冷晶片和矽膠做為冷凝和吸附的核心元件。實驗結果顯示，致冷晶片在工作電壓5V(功率9.2W)時，冷端溫度最低約9.4°C，對提高冷凝效率最有利。空氣產水裝置在此電壓下，產水速率可達5.41g/hr。但若考量能源效率，則在2V(功率3W)時每度電可產生550克水，產水能力最佳。而環境濕度是影響裝置效能的關鍵，當濕度低於40%時幾乎無法產水。溫度升高有助於提升產水效率，但太低時則會影響冷凝效果。基於上述實驗結果，我們結合Webduino成功開發出空氣取水IoT裝置。