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第三名

「震」去「震」又回—臺灣西南近海地震群實例研究

本報告分析臺灣西南近海約東經120.5度、北緯21.7度的地震目錄,此地震群在西南部低地震活動區發生,顯得特別。分析結果在1994~2013年10月間,出現四次大地震,震源深度均約40多公里。大地震發生後,較長期的地震位置變遷,均約以近2年時間向上向東遷移,再向下向西回到40多公里,並接續下一次大地震。深入統計分析,發現數次變遷範圍常大於10公里,超過定位不確定性,是可信賴的結果。不過大地震發生後約2、3月內的短時間變化趨勢較複雜,和長期趨勢相似。本研究也建立一系列模擬實驗和一假設模型,解釋地震隨時間空間的變動,接近週期性發生的原因。並比較附近地區地震活動,考慮岩層受大環境應力作用後,大地震後數年內地震平均位置的變遷。

M.C-Escher 極限圖的結構解析與實務研究

本研究主要是對M.C-Escher手繪的各種極限圖(帶狀極限圖、正方形極限圖以及圓極限圖)進行結構解析,並探討其背後的理論與方法,運用本研究的理論方法、結構解析與格線系統,在適當軟體支援下,將可以輕鬆作出富有創意且可完全密鋪的動物磁磚圖樣。我們也利用雷射切割機將本研究設計的正方形極限圖產出拼圖板,而本拼圖板可有數種不同玩法;本研究亦可應用於跨領域教學(藝術人文、資訊、數學)、建築設計、科普玩具及相關創意設計圖。

探討不同環境的鏈黴菌對南方根瘤線蟲之影響

鏈黴菌(Streptomyces spp.)是防治農業害蟲南方根瘤線蟲(Meloidogyne incognita)上的重要角色。我們自三處不同環境土壤,嘗試篩選出同種的鏈黴菌各一株(編號c5、d5、r3),測試其生理特性(不同溫度、pH值、碳源下之生長),及對抑制南方根瘤線蟲孵化、二齡線蟲活動力能力,最後以幾丁質培養基測試其分解幾丁質能力。其中c5在pH9下不論是生長情形或是抗蟲能力皆較佳;r3則較適合中性環境。而幾丁質酶的分解能力與抑制蟲卵孵化較為相關,線蟲活動力抑制則可能有其他物質參與。我們也發現各株菌的最佳生長條件,跟其原生環境常是不相符合的;且d5與r3為同種鏈黴菌卻也具有生理特性和抗蟲能力差異,未來希望能從其採集地生態了解影響因素,將鏈黴菌應用至農地時,可考慮菌株的適應問題。

無限「恣」萬花筒

四年級自然課第一次接觸到萬花筒,覺得很好奇;五年級暑假的科學營,開始探究萬花筒。仔細觀察後發現:萬花筒可以千變萬化的機制是:受重力作用而隨機變化的物件與無限反射的鏡片組。柱狀萬花筒:鏡片數為2時,夾角越小成像數越多、越趨近圓形;鏡片數為3、4、6時,能形成完整成像,有無限延伸的視覺效果;鏡片數為8、9、10、12時,成像類似花蕊和花瓣的效果。塔型萬花筒的成像有球體浮凸效果,斜邊越傾斜,球形成像越浮凸,徑長越短;搭配偏光片和膠帶為物件時,會產生與本體不同的繽紛色彩。 最後我們根據研究結果研發出魅力四射、滾動星球、光之花等特色萬花筒,其中炫光寶石萬花筒與機電整合成聲控變色小夜燈。

六〝和〞YES.猴〝骰〞畾

本研究利用改編傳統骰子數字排列方式(兩對邊總和為7)等30顆骰子,設法排組一個幾何形體使其每一面的總和都相同,此稱「面面俱到」。研究發現幾何形體「面面俱到」成立的條件受限於每面出現的數字數量與隱藏面數字總和,即便是相同顆數的骰子也會因形體組合的方式不同,使每面「面面俱到」總和與成功組數不同。我們提出兩大研究定理【定理一:若干個立方體單位骰子,以內藏總和最大值與最小值估算「面面俱到」總和範圍】、【定理二:若干個立方體單位骰子,以幾何形體的鄰面數可算出內藏總和最大值與最小值的範圍】可完美詮釋各種幾何形體「面面俱到」的總和範圍,並解釋使用最多顆數的骰子能做出幾何形體之極限圖例。

探討自製有機-無機混合型太陽能電池在不同光強度及波長下的特性

本研究利用低成本的製程,將含有石墨烯量子點之3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)塗佈在Si金字塔微結構,組成有機-無機混合型太陽能電池,以達到在大角度入射的弱光環境下,依然具有高光電轉換效率。此微結構具有優異的光捕捉效果,且可以與PEDOT:PSS形成更多異質接面,因此大幅改善有機-無機混合型太陽能電池的短路電流、填充因子與光電轉換效率。在各種入射角度與各種光強度下,摻雜石墨烯量子點之混合型太陽能電池的效率因石墨烯量子點具有超高載子遷移率及降頻轉換效率,使其效能比一般矽基太陽能電池好。這個研究將開創一個低成本、高效率、全方位入射角且弱光環境之太陽能電池的新應用。

海「蛞」天空-揭開眼斑多葉鰓的秘密

眼斑多葉鰓Plakobranchus ocellatus體型扁平狀,身體兩側和頭部的斑點通常較大,眼點位於頭部中間的後側,身體內側佈滿葉綠體。 具有極佳的保護色。交尾時,交尾器會發出藍紫色螢光,並表現出有趣的『交配三部曲』。產卵處跟交尾器一樣在身體右前方,卵團為逆時針旋轉,受精卵約在排卵後第2.5小時進行第一次卵裂,約3天會發育成面盤幼蟲,幼體具殼。成體具有明顯的趨光性,對於色光的偏好依序傾向為:白光>紫光>藍光>綠光>黃光>紅光。當長波長的色光(紅、黃)與黑色做選擇時,做了折返的行為。 光合作用氧氣生成量與同重量石蓴比約為3:20。在紅、黃光有較高的氧氣生成量,在藍光中,光合作用產量少;白光在與各色光相較之下,擁有最高的氧氣生成量。

利用密閉容器中氣體壓力變化測量易溶於水不規則形狀物質的體積

我們利用波以耳定律推演出的實驗,希望達到和排水法一樣的效果,測量易溶於水不規則形狀物質的體積。實驗主要是探討波以耳定律是否能夠同樣測量出易溶於水不規則形狀物質的體積,我們重複多次測量了不同質量的氯化鈉與蔗糖,透過觀察壓力的變化,並代入公式算出體積。實驗結果發現:這個方法可以取代傳統排水法來測量易溶於水不規則形狀物質的體積,是一個不浪費水又省時且不會汙染待測物的好方法。

微型風力機---探討相對轉速的應用及效能

「微型風力機--探討相對轉速的應用及效能」,在同一風場下,設計兩組不同轉向的葉片,提高風能的利用效能,藉助於所產生的相對速率,讓磁極與線圈兩者的相對切割的增加,應用於感應電動勢E =Kψ×n,則發電機的感應電勢一定會提高。這就是我們研究創新的構想。 研究並設計製作出「機體積小,構造簡單的微型風力機」,讓微型風力機在任何自然的風場環境下隨處都可設置,雖然只是小電力的發電機,但仍可視為一具小型的發電機,期望在「方便」、「便宜」、「輕巧」、「造形可愛」的優勢下得到大力推廣,讓「微型風力機」成為取之不盡的綠色能源。

魔幻「膜換」洗潔晶球-點「冰」成晶之旅

本實驗想透過海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應包覆清潔劑,做出晶瑩剔透的洗潔晶球,並結合「無瓶水」概念改善晶球成型方式,運用反轉球化、二次凝膠球化,做出薄又堅韌的水球外膜;為克服洗潔劑影響海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應,及鈣離子會減弱洗潔劑起泡力等因素,我們絞盡腦汁嘗試,成功運用自創「核殼結構」、「全冰球」、「鍋蓋法」製程,也就是先用水結成冰球並燒熔出—中空洞後形成“冰殼”,再灌入洗劑做“核”,此核殼冰球再冰回球形冰晶時外裹乳酸鈣,再置入海藻酸鈉溶液,並運用二次膠化技巧再次與乳酸鈣溶液反應,製作包覆清潔劑的水球,使其在兼具環保、美觀、實用的角度下,呈現薄膜、擁有洗潔力並減少罐裝塑料的洗潔晶球。