佳作

因為Google公司的遠見，以Linux為基礎重新打造一個全新免費的嵌入式作業系統Android。於是各大手機廠商得以開發各式各樣的智慧型手機，玩家只要懂的Java語言就可以編寫App軟體，此外，一般的App軟體不外乎是商業軟體與遊戲軟體，但是對我們來說，達成用智慧型手機來控制硬體，是更具有吸引力的主題，如此一來可以讓自動化生活更容易實現，本專題以手機內建的藍芽裝置來實現電能監控功能。

何謂無限解？若n位正整數B ，滿足xm xp mod 10n，則稱B 是xm＝xp的n位數解。例:2494＝3844124001、2492＝62001，所以249為x4＝x2的一個三位數解。當n→∞時，則稱B 是xm＝xp的一個無限位數解，簡稱為無限解。本研究主要在探討方程式x2＝x、x3＝x、x4＝x、、、、xm＝x、xm＝xp無限解的規律性及各方程式無限解的個數，並加以證明。幸運地，我們利用任意數次方後其個位數每四個循環一次的特性，藉由整數論定理的推導，並佐以Mathematica軟體輔助計算，得到以下令人振奮的結論！在Xm＝Xp的無限解中：(1)若m－p＋1為4k-2或4k(即m－p＋1為偶數)k N，則其必僅有兩個無限解。(2)若m－p＋1為4k-1，k N，則其必僅有七個無限解。(3)若m－p＋1為4k+1，k N，則其必僅有十三個無限解。

課本第四章提及：光速是速度的極限，許多科學家嘗試測量光速。本研究利用微波爐的電磁波特性簡易測量光速。微波屬於電磁輻射，速度與光速相同。當微波爐加熱含水分又可融化的物質，如巧克力、日式棉花糖，其局部融化點間的距離便可計算出電磁波長；配合微波頻率，便可計算電磁波速度。研究過程中，得到以下成果：1. 改造微波爐運轉與電源控制機制，能測量熱點距離。可利用保鮮膜記錄熱點距離。2. 微波爐測量熱點間距離應為微波波長的一半。3. 利用巧克力測量光速結果，誤差在10%以內。4. 改變介質（巧克力浸泡在沙拉油中）會影響電磁波速度，因此波長也隨之改變。

感測器為系統最前端裝置，影響量測結果甚鉅。目前量測微弱振動的感測器，絕大多數為日本或美國生產，主要為半導體橋式壓力感測器。雖然體積較小，但受溫度與非線性影響，無法真實地將感測動能轉換出來且價格昂貴。有鑑於此，我們將水添加微量的電解質，產生的阻抗配合薄膜與震動面接觸，薄膜上的電極隨震動起伏，與固定電極間產生位移使阻抗產生變化。經四項實驗，證實此感測器具有極佳的低頻響應與能量轉換曲線，並且造價低廉，配合相關電路建構出微動能感測系統，能廣泛運用於科學研究、視聽電子、地震分析、生物資訊、製造業產品檢驗等範疇。

為了證明離子感應電流的存在、測其大小及探討離子溶液代替金屬導體之可行性，我以離子分離電容器、螺線管、羅蘭環及萊頓瓶等器材，設計感應電流的量測方法。藉由電壓紀錄器記錄瞬間的感應電壓，再由測得電壓換算成電流。實驗結果顯示硫酸銅濃度 5%時，離子漩渦電流產生 4.4×10-4(μA)的感應電流，離子螺線管產生 1.89×10-4(μA)的感應電流，且離子濃度約 15%時，漩渦離子產生的感應電流最大；當噴水速度達 1032 (㎝/s)時，帶電水霧產生 3.4×10-4(μA)的感應電流，且噴速越快，產生的感應電流也越大。由實驗結果驗證了離子感應電流的存在及離子溶液代替金屬導體的可行性，藉由感應電流之偵測及離子溶液的導電性，更可拓展至直流發電機、金屬偵測門、及科幻片中在空中飛行的車子等無可限量之生活應用。

本研究源於第57屆全國科學展覽作品《黃金變黑金—碳化稻殼對農作的效益》，改良燒製方式後發現，自組裝「火箭爐」產生「煙囪效應」的悶燒方式，可成功克服之前耗時、費力、及產量低的問題，並在3小時內將10公斤的稻殼，以350℃-450℃、550℃-650℃、700℃-800℃燒製出不同的炭化稻殼。 研究中將炭化稻殼進行特性試驗分析，結果顯示炭化稻殼的電導度及pH值均高於稻殼。將炭化稻殼混合於土壤中改善土壤的性質，確實可改善土壤的氮磷鉀含量、電導度及pH值。將炭化稻殼與紅土的混加比例做植栽試驗，發現以1：3的效果最佳、炭化稻殼與沖積土以1：2比例種植的成果最佳，種植出來的蔬菜是所有混土中成長最好的；分析種植後的土壤，發現炭化稻殼可以改善紅土缺鉀及pH值偏酸的問題。

我們以不同濃度雙氧水來模擬逆境時的活性氧狀態，結果發現，20mM雙氧水會促進阿拉伯芥開花，50mM雙氧水會促進開花，但花會停止生長，高於100mM雙氧水會讓植物本身停止生長。維生素C則會抑制植物活性氧，20、35、50mM維生素C會抑制阿拉伯芥開花。同樣的處理，在矮牽牛上也有效果。利用早開花突變植物做維生素C噴灑試驗，發現阿拉伯芥開花抑制基因svp可能是活性氧下控制開花的重要因素。從晚開花突變株噴灑雙氧水的實驗結果中，也發現開花基因ft可能也參與在活性氧控制開花的過程中。總而言之，我們的實驗結果證明，低濃度的雙氧水可以當作低濃度活性氧訊號，促使植物提前開花。維生素C會抑制植物的活性氧濃度，進而抑制植物開花。

本研究分析布農族與邵族的杵音，發現杵音可分成四~六個音群(Do、Re、Mi、Sol、La、Si)，我們也探討了不同的變因(木頭種類、粗細、長短及溼度)，對於杵音響度及頻率的影響，並且利用科學化分析，成功地自製縮小版杵音及麻竹版杵音，可以改善原本只憑原住民耆老經驗製造杵音的誤差，並利用”木頭音響學”中Young 的公式『E=〔4π2L4ρ(fn)2A〕/IKi4』，來計算杵音頻率的理論值，結果我們發現杵音頻率的實驗值與理論值，有正相關；同時以竹籤與乒乓球及彩蛋創造出迷你版的可調頻式杵音，來增加原住民音樂的多元性，達到推廣原住民文化的目標。

睡蓮乾燥之研究，目的乃利用熱風烤箱及微波爐 DIY 乾燥睡蓮花茶及壓花，探討乾燥之可行性，藉由乾燥品質、乾燥方法、乾燥溫度、乾燥時間等分析，以簡單且經濟的方法製作睡蓮花為日常飲品與壓花花材。依國家乾製品標準、市售睡蓮花茶成品與比較前人研究為依據，以乾燥原理為基礎，探討乾燥過程對乾製品品質的影響，尋求簡單快速之乾燥程序以提升乾製品品質，以期成果可提供學術及業者參考使用。經試驗結果，以製作花茶為目的者，採挺出水面花苞未開放者為主，含水率測定操作以強制通風烤箱 105℃乾燥-8 小時為基準，乾燥程度以貯放含水率 6.62~13.64%乾基含水率為標準，利用微波-強火乾燥只需 108~112 秒。以壓花為目的者，以含水率 6.62％乾基含水率為標準，微波-強火乾燥花瓣只需求面 94~99 秒、花蕊 88~91 秒可完成，壓花花材成品以塑膠膜抑制回潮並遮光保存。睡蓮乾燥製成花茶、壓製乾燥花材，配合壓花藝術，本研究成果可提供簡單快速之實用參考操作。

本研究探討在水凝冰過程中，加入一低頻振動，探討其氣泡聚集在特定點成團的現象。首先改變水中溶氣量，以探討氣泡成因；並改變水量，推測其流動性質的影響性；利用照相觀測氣泡生成過程，推測氣泡聚集成團的原因。實驗方法以喇叭作振動器，施加不同頻率振動冷凝時50mm鋁管中的水，待其固化後觀察不同頻率時的氣泡分佈狀況。結果顯示，在頻率10-40Hz中，頻率越高時，氣泡團間間距越小。而在不同的水量進行實驗時，發現在水量過多或過少時，都不容易觀察出生成氣泡之現象，且水量佔管體積35%時氣泡聚集最明顯。推測可能是因為水裝太滿時液體無法流動所導致。以照相觀測凝冰過程，發現節點會比較早結冰，故氣泡不平均現象是因駐波場導致結冰順序改變間接造成。