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第三名

污水的認識與深入研究

爸爸帶我搭渡輪去淡水玩,一路上風光明媚,景色怡人,可是空氣中卻不時飄來陣陣令人作嘔的臭味,河面上還漂浮著一些不該是水裡有的東西,我不禁為河裡的小魚蝦和河邊的水筆仔捏了一把冷汗。回來後與同學談起,於是我們研究污水,想了解污水對生態環境會造成什麼傷害?如何改善?

比蚯泥在此~探討八德地區蚯蚓分布與土壤因子的關係

研究主要針對八德地區校園及公園的蚯蚓種類及數量進行調查,結果發現該地區的蚯蚓共有八種,其中外來種黃頸捲蚓族群數量大,在酸鹼值、含水量及植被覆蓋率上呈現廣適應性,是強勢外來種,明顯排擠其他物種。 同時在研究過程中,我們也透過野外採集蚯蚓以及進行土質調查,嘗試分析蚯蚓分布情形與各項土壤因素之間的相關性,顯示影響蚯蚓分布的主要因素是酸鹼值與土壤濕度。土壤密度及地表植被覆蓋率對於蚯蚓的分布也有影響但相關性較低。而氮磷鉀總含量的多寡對於蚯蚓的分布則沒有明顯影響。同時我們更進一步透過實驗室的選擇偏好及活動力實驗,證實蚯蚓對土壤的選擇除了受溼度及酸鹼值影響,也改變蚯蚓在土壤中的活動力。

下坡減速安全駕駛

本研究作品是自行車下坡減速安全行駛,騎乘者在下坡時候,自行車能自動降慢速度,減少自行車的意外事故發生,控制系統要有兩個條件才會產生減速作用,假設只有一個條件成立,並不會產生減速。下坡減速條件為:1.車輛是在斜坡地面。2.下坡車速必須超過20公里。兩個條件成立後,控制系統會作用。經過單晶片的控制及條件的設定,車輛在下坡且速度超過20公里,系統自動啟動馬達偏心輪,拉煞車機構進行減速作用。自行車下坡時做減速的時並不會把車輪鎖死,確保自行車下坡行駛安全。本作品中在前輪裝置一組花鼓發電機,騎乘時由前輪花鼓發電機發電,對車上的電瓶進行充電再供應給自動煞車減速系統使用。最後再製作一組防過度充電系統,避免騎乘時對電瓶過度充電。

命中注定我「繞」你

本研究的主要目的是探討瓢蟲在空間中行走的軌跡是否存在著某些性質。我們定義瓢蟲分別繞y軸和z軸旋轉θ和 Φ,我們發現當旋轉次數n→∞ ,各收斂點P均位於球面S:(x-1/1-r2)2+y2+z2=(r/1-r2)2 上。接著我們探討當瓢蟲的仰角θ=cos-1r與-cos-1r時,不論轉向角Φ為幾度,瓢蟲分別收斂於固定點A(1, 0, r√1-r2/1-r2) 與B(1, 0, -r√1-r2/1-r2)。透過幾何證明,我們發現直線AB與y軸恰為球面S的配極直線。透過基底變換後,每個轉向點均位於一圓錐面x2+y2=a2(c-z/c)2 上,且繞行的原點O及轉向點Pn均位在一等角螺線G上,G:{x=artcostα y=artsintα(t∈R) z=c(1-rt) 。從高觀點來看,各轉向點是經過一個收縮的仿射變換而來,而收斂點 就是瓢蟲行走軌跡的點吸子(attractor)。最後,我們將軌跡呈現的圖形與自然現象連結。

植物釋出的氣體

「多接近自然的綠,有益健康」;「買來青色的啤梨,放好多天才能黃熟,如果你把青色的啤梨放入一個密封的容器,再放上一個成熟的,整個容器中的啤梨就很快成熟」。這些神奇的作用,激起了探究其奧密的動機。

泥壺内的秘辛〜赭腰圓領蜾蠃和黃胸錐腹蜾蠃生存策略探討

校園內有許多泥巢,調查研究後發現多數為赭腰圓領蜾蠃所築的土條狀泥巢和少數黃胸椎腹蜾臝所築的壺狀泥巢。統計428個泥巢後發現39%泥巢為2~3列、建築在轉角粗糙的窗框牆壁,面南花圃居多。本研究比較兩種泥壺蜂的型態構造、生活史及其築巢行為。人造環境可飼養和觀察泥壺蜂,但在飼養環境中不會有築巢和獵捕行為。兩種雌蜂均會築巢、產卵、捕獵並置入幼蟲食物後封口,但赭腰圓領蜾蠃體型小、幼蟲食量小、發育期長、壽命短,泥巢空間小但上下兩層設計讓雌蜂入泥巢休憩和護卵及幼蟲;黃胸錐腹蜾蠃體型大、幼蟲食量大、泥巢空間充裕但雌蜂封口後離巢不進巢內。幼蟲發育成功率偏低,發育成功率不同,兩種泥壺蜂以不同的生存策略來護卵育幼和防範天敵。

阿嬤的寶盒

臺灣用藥人口比率逐年攀升,所以設計一款因為在這高齡化的20世紀,你我身邊有許許多多的人需長期服藥,又隨著老人癡呆症的增加,常會發生疏忽或忘記是否服藥狀況。阿嬤藥盒的主要特點在於它可以在正確時間提醒使用者的用藥,以防那些注意力與記憶力欠缺的人,因不正確服藥造成身體傷害。 本作品擁有三大特點,第一、有最方便置入藥物的方法,增強讓使用者使用願意;第二、在該服藥時有聲音提醒與記憶功能,使病人可以正確用藥;第三、有彈性便利的攜帶模式,讓外出用藥也不用擔心;以上特點能全方位讓病人輕鬆正確用藥。 未來本作品再結合APP,還能有手機連接提醒,當忘記吃藥時會發送信息提醒家人,更能全面防堵病人錯誤用藥。

一小時二十多萬元

每天早上(約六點半)和爸爸晨跑時發現,十字路口的紅綠燈,形同虛設,因為大部份的車輛都不遵守交通規則,橫衝直撞非常危險;因此想做一次深入的調查統計以引起大家對這問題的重視。

Oh!「葉」 ~利用手機光譜儀探討市售植物油在可見光雷射照射下發光之行為

本研究主要探討市售植物油受綠光及藍紫光照射後的發光行為。為了分析油品的發光情形,使用簡易手機光譜儀並輔以ImageJ來解析發光的波譜分布。 實驗發現綠光照射沙拉油及橄欖油皆會發出紅光,但前者是拉曼散射所致,而後者則是螢光效應所致,兩者強弱不同;以藍紫光照射,沙拉油發出連續光譜,而橄欖油只發出紅光。另外,葵花油、苦茶油、葡萄籽油受綠光及藍紫光照射後,分別發出波長較長的連續光譜,此乃油品以壓榨法製作,保留天然成份所致。 最後,將桑葉粉溶入沙拉油中,在藍紫光照射下隨濃度增加,會發出較強紅色螢光,並在濃度較高時會有螢光自體吸收情形;而在綠光照射下,除了發出紅色螢光外,也同樣發出波長較長的連續光譜。

費先生與巴先生聯手出擊~數列間的關係及延伸

本研究主要從拼滿8×8「方格盤」的活動中,發現m × n 小長方形的邊長為T × S 大長方形的邊長的因數時,即可利用數個m × n 小長方形拼滿T × S 大長方形。 利用m × n 小長方形拼滿T × S 大長方形的特性,探討利用2×1 的長方形來拼貼2×N「方格盤」拼貼方式的總數與個別數問題。發現拼滿2×N「方格盤」的總數符合費氏數列的規律(AN=AN-1+AN-2);拼滿2×N「方格盤」的個別數,可用公式(個別數= 計算出來,其個別數也符合巴斯卡三角形特性。並發現2×N「方格盤」的個別數與總數之間,是巴斯卡三角形與費氏數列關係的實證例子。 進而探討拼滿3×N「方格盤」的總數,符合三N 數列的規律(AN=4AN-1+AN-2)。且3 ×N「方格盤」個別數是2×N「方格盤」個別數的延伸,兩者具有相互的關係存在。