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第二名

Fano型多管陣列裝置對吸音透氣研究及應用

本研究以吸管製作Fano型多管陣列結構裝置並放置於壓克力管中進行研究,利用藍芽喇叭連接手機播放聲頻穿透設計之fano吸管陣列結構,其結構分為幾種,其一為多管陣列平行壓克力管(空氣流道結構),其二為交錯排列陣列之共振結構,量測兩結構間所造成聲波的干涉造成之吸音特性,設計Fano型之多管陣列結構,實驗以收音麥克風連接手機軟體進行聲頻量測,再將實驗數據匯出進行圖表製作與計算分析,實驗結果得出組合式最佳fano聲頻結構可使700Hz~1800Hz之聲頻穿透率下降至原來的8%~12%,於1400Hz時可消除至1%以下,並能達到高透氣率,為具有高透氣、高吸音頻寬及低成本之新型超穎聲學材料。

獨「數」E格E型棋盤最少步數的探討

單人棋戲,看似簡單,卻包含先人古老的智慧,蘊含無窮變化,雖然沒有對手和您同時競賽,但盤中乾坤卻是充滿想像空間,會讓人一上手就欲罷不能。 自製E型棋的玩法是:在E型棋盤中,每個橫排放入數量相等的棋子,每次只能移動1顆棋子,移動至指定空格即算一步,最後棋子要上下交換排列,並找到最少步數。 本次研究想透過數學中的歸納與分析,其中「棋子的步數」是否有特定的規律性,以及「棋子的走法」是否也隱藏著有趣的數學道理,我們不斷嘗試各種走法,雖然過程複雜繁瑣,但最後都得到排列的規律性,也有了肯定的結論。

好酵—探討毛氈苔黏液的抑制能力與啟動腺毛彎曲的誘發物質

從試驗中得知毛氈苔可以消化分解酵母菌,同時發現不同品種的毛氈苔會有不同的捕食行為:圓葉毛氈苔的外腺毛彎曲將酵母菌移入葉片中心並進行消化;寬葉毛氈苔在彎曲過程中會做一次折返。毛氈苔的黏液皆可抑制酵母菌的發酵,並使用3D列印自製與改良儀器,來量化其抑制酵母菌發酵能力的差異。此抑制能力來自黏液裡的消化酶,發現外腺毛黏液的抑制效果優於內腺毛。利用酵母菌被消化後所釋出成分的模型,將實驗數據逐一歸納出誘發腺毛彎曲的物質是磷酸根、鈉離子、銨根與幾丁質,且以磷酸根為主要物質並會產生彎曲訊息傳遞現象。最後解釋為何寬葉毛氈苔的外腺毛在彎曲過程中會一次折返:不同品種的毛氈苔誘發其腺毛彎曲的物質與所需濃度是有差異的。

配重圓盤與其倒轉時間的探討

本實驗研究重心偏移的圓盤經旋轉發射後,其重心上翻與轉速的關係。實驗發現偏心圓盤在旋轉的過程中,重心有反覆上翻而又下降的現象,其重心位於上方的持續時間會逐次減少。從歐拉角轉動方程式、摩擦力與能量關係得出角度變化率的關係式,特殊條件下上翻條件為自轉角速度n>nc(臨界角速度),但nc會因進動變快而上升,且n因進動變快及摩擦力損耗而下降,使n低於nc導致重心下翻。另,重心上翻時並無特定自轉角速度,取而代之的是初自轉角速度愈大愈快上翻,即初自轉角速度愈大上翻時自轉角速度亦愈大;而重心偏心率越大能有較穩定的旋轉,也就是重心在上半部的維持時間較長;厚度愈厚其旋轉較不穩定,推測因其無穩定接觸點使摩擦力作用不連續。

中藥萃取物抑制尖孢鐮刀菌功效之探討

巴拿馬病是由尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)透過分泌毒素,引發香蕉植株死亡。目前無有效防治手段。以植物萃取物作為病蟲害防治手段為現代非農藥防治策略的重要發展方向。本研究以肉桂酒精萃取物,在抑菌測試結果中,發現具抑制尖孢鐮刀菌生長的功效,結果呈現濃度及時間相關性,最低有效濃度介於30~35(mg/ml),藥效時間可持續至少八天,效果的穩定性不因高溫高壓環境處理而受影響。萃取物主要成分為香豆素。此外,使用五種經濟作物進行對植株的毒性測試,在有效濃度下,不影響其生長。另外,也發現對於玉米反而有促進生長的效果。本研究證實,肉桂酒精萃取物具抑制尖孢鐮刀菌的功效且在有效濃度下不影響作物生長,甚至可能具有促進生長的效果。

數字翻筋斗圖形花樣大解碼

本研究主要探討由一組數字來畫圖,所畫的圖形特徵與數字組合間的關係,並歸納共通性質。 (一)圖形特徵 1.個數1或2均畫出1個矩形。 2.個數≧3,圖形較多樣化。一次循環,均可畫出一個以最小數字為邊長的矩形,且從數字組合可判斷此種矩形彼此的離合程度。 3.個數非4整數倍,均畫出點對稱圖形。 4.數字順序相反的數序,互為線對稱圖形。 5.數字先後關係不變,只改變起始數字,所畫圖形經旋轉後會相同。 (二)循環次數,由個數除以4的餘數所決定。 (三)位移向量與旋轉變換: 1.將第一次循環起點到終點的位置向量做旋轉變換,可得各次循環的位移向量和終點座標。 2.可證循環次數。 3.可推算對稱中心座標。 (四)應用:繪出可變換圖形花樣的互動遊戲。

兩正n邊形所圍2n邊形交錯邊的m次方和

本文主要探討兩全等正n邊形之n個邊所在直線所圍2n邊形之交錯邊的m次方和關係,參考資料[1]中的原始問題為:『平面上△ABC與△A1B1C1為兩個全等正三角形,且AB與C1A1、AB與A1B1、BC與A1B1、BC與B1C1、CA與B1C1、CA與C1A1分別相交於P、Q、R、S、T、U等六點,又六邊形PQRSTU未落在兩正三角形外部時,則PQ2+RS2+TU2=QR2+ST2+UP2。』我們發現兩組線段的一次方和亦相等,接著推廣到正方形與正五邊形。我們也考慮正n邊形的兩組線段的一次方和與二次方和,並發現如下的規則:『當0≦m≦n-1時,兩組線段的m次方和亦相等;而當m≧n時,雖然兩組線段的m次方和不再維持恆等,但在滿足特定的條件下,還是有機會相等的。』

捕捉震盪臺灣-地震預警,快!快!快!

臺灣位於環太平洋地震帶上,大規模地震常帶給全臺各地不同程度的災損,雖然臺灣已有中央氣象局(CWB)在進行地震測報與強震即時警報的推播工作,但強震即時警報系統仍存在著大範圍的預警盲區,因此本研究自行研發地震儀,透過環境的審慎評估在全臺各地設立站點,於地震發生的當下透過即時回傳的數據進行震源參數的估算,並設立警報標準對周圍地區提供預警。經過數個月的測試與過往災害性地震警報時間的模擬,此方法確實能夠縮小預警盲區範圍,也對盲區外的民眾增加數秒的準備時間,藉此可大幅提升地震災害區內避難的機會。最後這項計畫也獲得中央氣象局的認可,並榮幸能與地震測報中心簽約,共同合作提升臺灣地震預警的技術。

膜透心思-薄膜滲透之研究

傳統的過濾器(如濾網、濾紙)是留下較大的物體而讓較小的顆粒通過孔隙,但液體薄膜(如皂膜)卻是相反的過濾機制,它允許大顆粒通過而保留住小顆粒且液膜在顆粒穿透後會有自我修復的特性。本研究以保麗龍球對皂膜的穿透實驗來探討球體大小、皂膜半徑、球體掉落距離、皂膜調配比例等因素對皂膜過濾機制的影響,並確認皂膜對顆粒分離「通過與保留」的選擇,取決於球體落下能量與液膜拉伸的表面能之轉換有著密切關係。

塵土飛不飛-土磚對揚塵抑制之效力分析

抑制揚塵是一項重要環境議題,本實驗嘗試利用含不同比例(0%, 3%, 10% w/w)樹葉粉的紅土磚,探討其抑制揚塵之效果。由抑制揚塵實驗得知,三種土磚塊,均展現良好的抑制揚塵效果。三種磚塊的平均密度(g/cm3)依序為:1.78±0.091、1.88±0.081及1.63±0.065,而在流量4 L/min、20分鐘的沖刷試驗中,其沖刷前後平均重量變化比例依序為:-25.30%、-2.79%及-0.64%。由各式土磚分析可知,含10%樹葉粉的紅土磚對雨水沖刷具有相對較好的抗性;此結果在植草試驗中,亦得到進一步驗證,可供後續實務施作參考。