第51屆--民國100年

一、4×4骨牌同心圓 1. 下圖一則成功的4×4骨牌同心圓示例：（1） 內圓（紅色部分）每行每列總和皆相同都為3。（2） 外圓（含紅色部分）每行每列總和皆相同都為9。（3） 設計源自於骨牌魔方陣的變形，本遊戲不探討對角線的總和。 2. 本研究發現：（1） 4×4同心圓之內圓總和≠外圓總和。（2） 4×4同心圓的內圓總和範圍介於1≦內圓和α≦11。（3） 當4≦內圓和α≦8時，其外圓總和β的最小值與最大值有其固定的範圍：α＋1≦β≦α＋11。（4） 當內圓和不在4≦α≦8的範圍內，其外圓最大值逐漸從兩頭遞減；外圓最小值逐漸從兩頭遞增。（5） 4×4骨牌同心圓的排列方式有七大類共32種。因不同骨牌排列的變化，會產生更多4×4骨牌同心圓的拼組可能。 二、5×5骨牌同心圓 1. 下圖一則成功的4×4骨牌同心圓示例：（1） 3×3內圓（紅色部分）每行每列總和皆相同都為12。（2） 5×5外圓（含紅色部分）每行每列總和皆相同都為17。（3） 設計源自於骨牌魔方陣的變形，本遊戲不探討對角線的總和。 2. 本研究發現：（1） 5×5同心圓的內圓總和≠外圓總和。（2） 5×5同心圓的內圓總和範圍介於4≦內圓和α≦12。（3） 當7≦內圓和α≦9時，其外圓總和β的最小值與最大值有其固定的範圍：α＋1≦β≦α＋11。（4） 當內圓和不在7≦α≦9的範圍內，其外圓最大值逐漸從兩頭遞減；外圓最小值逐漸從兩頭遞增。

我們嘗試自製燈泡，實驗中以筆芯代替鎢絲，當加大電位差（電壓）時，觀察到筆芯開始發亮，接著漸漸變細，然後斷裂，此現象和燈泡中的鎢絲相似。從筆芯的導電性實驗中，發現筆芯的H愈高，黏土含量越高，導電度愈低；B愈高，石墨量愈多，導電性愈高 。筆芯的長度越短，直徑越粗，電阻越小。為了讓筆芯發光，我們增強電壓，由實驗結果顯示，通電的電壓至少要10.5伏特、電流3安培以上，才足以使筆芯發光。如果筆芯在二氧化碳的環境下，可延長發光時間，但對於照度則沒有幫助。以鋰電池串接時，0.9mm直徑筆芯實驗效果最佳，可以發光170秒，照度達1023Lux；以鉛蓄電池為電源時，在照度、發光時間都有明顯提升， 0.5mm直徑筆芯發光時間達660秒以上，照度為20830Lux。

石鼈是一種生活在低潮帶到亞潮帶之間的軟體動物，身上有八塊像瓦片狀的殼板，以附近石塊上的藻類為食，不過平常都是窩在跟自己身體差不多大小的石洞內。 石鼈會選擇在有海水淹沒的情況下才出洞，因此，漲潮時是大部分石鼈出洞的時機，並在海水退卻以前回巢。牠們出洞的距離很少超過身體長的三倍，有時甚至只半個身體出去，而回巢的方式大致有兩種：1.出洞距離小於一個身體長--倒退回巢；2.超過一個身體長--先轉身再回巢，而且每次回巢幾乎都是循著出洞的路線回去。石鼈在洞內的時間很長，退潮時會靜置不動，漲潮時會花時間經營牠們的洞，使這個洞越來越適合牠們，讓牠們一輩子都可以隱藏在裡面，躲避天敵的獵捕。

本研究乃針對常用窗型空調冷氣的凝結水回收再利用作專題研究與改良製作。目的在於改善效能、避免污染環境（熱風、凝結水等排放）、及調節室內濕度能舒適健康。改良過程中，分為兩大部分 : 一、結構方面 : 就凝結水設計回收管路及找出霧化之最佳規格及操作。 二、系統方面 : 依據結構作電路系統設計，挑選濕度及水位感測器，搭配電磁閥切換電驛延遲，達到凝結水室內霧化恆濕、室外霧化散熱的雙重功能。 實作研究後分析、比較數據，發現改良後可達到 : 一、環保不滴水－－凝結水可以99.9%回收，並且利用於冷凝管之散熱提升效能。二、節能且省電－－冷房能力可提升17.6％、E.E.R值提升17.44％。三、健康又舒適－－室內濕度恆定在 ±0.5% 以內。無造成過敏、、等疾病之虞。

隨著細菌產生抗藥性之問題日趨嚴重，尋找出新型的抗生素一直是醫療上的重要研發方向。適體為具有類似抗體功能的核酸分子，與目標物具有極高的親和力，與抗體不同的是，核酸分子非常容易藉由化學方式進行修飾，且成本便宜，更重要的是，小分子的適體於生物體內穿透性高，且人體不易對其產生免疫反應，這些都是適體的優點。 本研究中，我們將以抑制細菌生長能力之強弱來篩選適用的適體，以獲得具強力抑制金黃色葡萄球菌生長之適體分子，並進一步分析、鑑定這些適體分子的標的物。 這個研究的成功將提供抗生素研究上的新方向，並且將會是第一個以DNA分子為基底的新一代的抗生素。

每個人一定親身經歷過或是聽過親朋好友訴說財物失竊的往事，不是抓不到小偷，就是抓到時，小偷已經將財物變賣或花光。 ◎ 人體偵測電路：RF模組把人體感測訊息傳送給單晶片。 ◎ 單晶片：利用藍芽發射是否有人訊息給監控手機。 ◎ 監控手機：透過自動照相、e-mail、簡訊程式，立即傳送小偷照片與簡訊給隨身手機，自動照相程式利用鏡頭伸縮拍到更清楚的畫面。 ◎ 隨身手機：開啟簡訊與e-mail後，打電話給監控手機，監控手機的自動接聽電話與擴音功能告知小偷已經被發現。本作品可以在小偷闖入後的3分鐘內收到照片e-mail與簡訊，人體感測電路很小造成私密性高，小偷在偷竊時間極少且不知道監控手機位置下，偷竊的行動力就會降低，生命與財產的安全更獲得保障。

本研究試圖於道路地層設置雨水疏洪池，達到疏洪保水效益為主題，探討(1)道路兩側水溝孔總面積、(2)道路疏洪管徑總面積與(3)疏洪管徑輸送彎角，三者對應疏洪保水效益關係進行分析比較。使用凡爾旋轉角度控制流速模擬出中央氣象局所定義的單日平均降雨量，並藉由此降雨器模擬出在發生豪雨時，道路2﹪的洩水坡度，透過道路兩側水溝孔總面積與下水道疏洪管徑總面積配置的建構實驗，將道路上的積水迅速排除，並藉由道路下的蓄水設施來進行保水儲存，以達供枯水期的用水目的。經研究實驗分析後，道路兩側水溝孔總面積28.8cm2與疏洪管徑總面積31.4cm2，彎角以15°角疏洪管徑的排水速率較為顯著，可取得最大保水效益。

我們以振篩器和垂直震動器進行實驗，來探討顆粒體的密度、形狀、表面的光滑程度、顆粒間的粒徑比、顆粒表面覆上的液體黏滯性及振動方式等因素對顆粒體對流的影響。實驗結果發現：主顆粒表面光滑、背景顆粒表面粗糙且顆粒細長時，主顆粒較易被推擠上升。當主顆粒及背景顆粒表面覆上液體時，當液體的黏滯力愈大，對流速率減慢。振東方式會影響背景顆粒的流動效果。以桌球為主顆粒，改變背景顆粒粒徑時，當粒徑比(r桌球/r背景)小於3.29時，因垂直推擠主顆粒向上的分力較小，主顆粒便不易再被推擠上升。當小顆粒在上層、大顆粒在下層時，顆粒間會有對流現象，且粒徑比(r大/r小)愈大，對流速率愈快；粒徑比(r大/r小)＜1.66時，下層的大顆粒不易向上流動。

大紅娘華（Laccotrephes robustus）是水質乾淨的指標生物，分布在平地或低海拔的靜止水域。飼養須考慮蛻皮與產卵需求。前足腿節的突起形狀可用來分類紅娘華種類。頭小，複眼大，觸角短，第一對步足為捕捉足。腹部末端的形狀可分公母，雄蟲圓鈍，雌蟲尖銳。以機械式交尾可達一小時，母蟲較雄蟲多，可產2~3個卵塊。若蟲有五齡，呼吸管無法像成蟲分成兩條。一齡剛出生為紅色，齡期愈大，體長愈長。三齡有芽翅，成蟲有翅膀。屬於幼年初期高死亡型，若蟲齡數＝體長(含呼吸管)cm＋1。有共食行為，有時會自相殘殺。無偏好的獵物，常捕食前方來的獵物，刺吸式口器會一吐一吸來攝食獵物。受驚嚇時，會假死、呈現防衛姿勢或排出排泄液。夜行性，正趨光性，對深色光較有興趣。

家中附近的蛙鳴聲開始了賞蛙和養蛙的探究歷程。過程中觀察到梭德氏赤蛙卵和蝌蚪的發育過程，也飼養澤蛙、黑眶蟾蜍和莫氏樹蛙觀察其攝食、棲息、挖洞、裝死等行為。由於賞蛙過程經常遭遇未知蛙，因而製作台灣蛙類的二分叉檢索表，並分析台灣33種蛙類外型和構造上的特徵及鳴聲長、鳴聲間隔及主頻率等聲音特性，利用Excel軟體發展台灣蛙類的『會聲會影檢核表』能快速而正確的判斷未知蛙種，以Excel篩選的方式突破一些二分叉檢索表檢索遭遇的問題。作者也試著開發出自動分析蛙聲的程式，利用手機、PDA將檢核系統行動化。經過教學與測試，多數中小學生能順利使用此檢核出未知蛙種，作者也建立網頁將研究結果推廣與分享，希望大家一起成為賞蛙愛蛙的賞蛙達人！