第51屆--民國100年

在SARS疫情、H1N1疫情、流感疫情時期，衛生單位宣導勤洗手運動：「濕搓沖捧擦」，其中的「捧」就是清洗水龍頭，若使用紅外線感應水龍頭就可避免，搭配時間的限制還可節約用水。但是隨者季節的變化，若用溫水洗手，不會覺得冷颼颼也較有意願勤洗手，因此激發了我們研究具有「智慧」的水龍頭，導入自動調整溫度、出水量大小功能。環保節約用水方面可監控水溫，回收管內冷水，達到簡化配水管路，降低施工成本及後續維護支出。最後考量供水的安全問題，我們的研究策略是以語音方式提供現場「 濃度」、「瓦斯洩漏濃度」訊息，結合網際網路與智慧型手機對外求援，防止不幸災難發生。總之如何珍惜水資源、提升用水衛生與瓦斯使用安全，是我們研究探討的重點。

本研究是探討網球、乒乓球、高爾夫球及壘球在不同條件下的反彈情形，並比較其反彈係數。球的反彈係數與質量沒有明顯相關；而地面的性質對軟式網球影響最少，對高爾夫球及乒乓球的影響最大，且在磁磚地面上，各種球之間反彈係數差異大，反而球落在塑膠墊上，反彈係數平均值降低。乒乓球的密度小，反彈係數與原始落下的高度成負相關。乒乓球在各種溫度的反彈係數變化都是最小的，軟式網球加熱後的變化量最大。軟式網球在粗和緊的線做成的自製球拍表現最好，使用40cm×40cm的大拍面打軟式網球，最適合年長者。我們可以利用高爾夫球代替榔頭簡單檢測瓷磚的鋪設是否有瑕疵，因為磁磚下方若是空心的話，高爾夫球落下地面時會發出可怕刺耳的聲音。

本實驗由龍爪草在橡皮筋上的運動，推論它朝特定方向移動的原因。進而發現有倒刺結構的狗尾草也可以經由震動而向前運動。研究影響狗尾草移動快慢的因素，發現喇叭響度愈大，吸管震幅愈大，狗尾草移動愈快；頻率對移動速率有些許影響，當某些頻率使吸管形成駐波時，速率變化明顯。為研究倒刺角度是否影響速率，我們製作倒刺模型來探討，結果發現在角度70°時有最大移動速率。實驗因發現駐波而利用產生的駐波測量吸管的波速，測得的波速隨頻率增加而變快。我們還發現倒刺密度和倒剌長度對移動速率影響不大，但此結果對做成機器蛇在地面移動的性能和穩定性有相當的幫助。而最終我們製作倒刺機器蛇模型與倒刺潛水艇，希望將來能有更大的實用性。

平原菟絲子寄生植株以莖的部位最多，佔全部寄生質量的72%。平原菟絲子無法在純水中成長，以不同濃度的蔗糖水來進行測試，在2％的糖水中生長長度較其他濃度佳。平原菟絲子的果實內含有1~3顆種子，且2顆種子佔72%，種子在純水環境中的萌芽長度極限為7.2公分；3%醋酸水溶液會抑制種子發芽；在0.01M小蘇打水溶液鹼性環境中，生長極限為12.0公分。平原菟絲子同時具有向光性、背地性及向觸性，但無向溼性。捲曲莖內具有類似彈簧的彈性物質且成分為蛋白質；莖與寄主橫向剖面實驗中，發現吸器纏繞在寄主莖上，平均橫徑約1.3微米，部分吸器末端侵入寄主後會延伸出特殊組織，平均長度約1.3微米，但並非在每個吸器皆有此構造。平原菟絲子對植株皮層酸鹼具選擇性。

在實驗中，我們將探討拉午耳定律的偏差現象，測定混合液體的蒸氣壓、混合後的反應熱以及一系列的醇類之間關係，再比較不同種類的溶液性質。藉由實驗結果試著解釋為何蒸氣壓為正偏差的酒精溶液，混合後體積會減少以及為放熱反應。我們也將測量數種物質，包括有、無揮發性的物質，固定濃度的混合液體，改變其溫度，觀察蒸氣壓，分析其中的關係，並藉由數據推出關係式，並試著預測其沸點。最後，我們在實驗中發現，不同濃度的酒精與水混合液中，在特定濃度時會有混濁現象，我們去模擬內部結構，探討混濁形成的原因，藉由巨觀的現象去了解微觀的實際情形，使我們有更多討論的空間。

宜蘭自古就有「龜蛇把海口」之說，而海岸沙崙正是這得天獨厚的環境產物之一。近來沿海地區的地層下陷、地下水鹽化和海嘯避難等問題一直被大家所關切，而海岸沙丘也正與這些問題息息相關。本研究藉實地踏察與既有資料以探究海岸沙崙的成因與特徵，並嘗試引用高中物理與地球科學課本所介紹的基本流體力學和地球物理原理，併合「簡易地電阻率測勘」及「監測井水位資料」進行交叉分析，以探求沙崙下的水體分布概貌(藉電阻率ρ與地層水鹽度S‰推估)。結果發現：南北縱走的海岸沙崙，高度大多超過10m，在地面上能對沿海達成防風、防鹽，甚至緩衝海嘯之效；而地面下則能把持部份淡水(水位在海平面上方1-2m)形成壓力以抑制地下鹹水上揚。故而，請別小看「一尺之差」─每一寸地下水、每一尺沙崙在水文環保上都具有其正面意義，我們不應該恣意破壞。

蟬聲的頻率及時間特性雖有部分重疊，但仍有許多特性可相互區別。而從雄蟬發音構造中也發現，其共鳴腔體積、鳴膜及腹瓣面積都會影響到蟬的鳴唱音量，但以共鳴腔體積與鳴膜面積影響較大，而鳴膜除了影響音量外，鳴膜厚度還會影響音頻高低，且摺皺數愈多，蟬聲的音調變化愈多，而腹瓣則還有保護發音構造的功能。另外，我們也可以確認蟬具有多樣的聲音，且引起發音的情境也不同，雖然目前無法明確指出其功能，但不論同種或異種蟬的召喚音都能引起蟬的群鳴，但同種比異種的召喚音更能引起群鳴。棲地與活動時間重疊的蟬，其聲音的變化性愈高。從這些特性分析中發現親緣關係愈接近的蟬，其蟬聲特性愈相似，其聲音親緣樹枝圖大致上也符合蟬的親緣關係。

夜晚的公路上，汽車在路燈下行駛，我們常可見到輪胎的輪輻呈現多樣的變形影像，令人印象深刻。我們花了數年的時間，從大量觀察旋轉葉片著手，找到一個有趣而可靠的規律，然後成功地建立一個基於視覺暫留與總亮度比例調色的模型，再以這個模型去模擬計算各種不同的輪輻在各種旋轉頻率下可能出現的定格影像，終於得到一個完整地，適用各種不同輪輻的公式。藉由這個公式我們可以就任何輻條數，甚至輻條(黑)與輻條之間的間隔(白)不等弧長的輪輻作預測，預測它在任何轉速下可能被看到的已經遠不像靜止輪輻的多樣定格影像。也許日後在特定頻率的光源配合下，這些輪輻影像可以成為偵測的影像來使用，我們只要見到何種預知的影像，便馬上可以知道它的轉速。

Hex遊戲是由諾貝爾經濟學獎得主納許(John Nash)在就讀研究所時所發明的一種圖形連接遊戲，本研究探究hex遊戲的獲勝技巧，同時初步探究hex遊戲的數學原理，包括hex棋盤的垂直座標表示法，同時根據此法來分析自創圖形連接的八種遊戲，如飛箭渡河(未改良前版本及改良後版本)、三角為王、六魔王、鑽石達令、家家樂、太陽笑臉及薇薇彩帶遊戲。 將遊戲棋盤使用垂直座標表示法表示之後，能清楚地了解圖形連接遊戲棋盤是由兩類基本圖形(三角形和四邊形)所擴展而成的，將六種自創遊戲、三種常見的連接類遊戲(傳聲筒、傳紙條和O×遊戲) 使用垂直座標表示法來分類之後，驚訝地發現自創遊戲棋盤中的家家樂遊戲和hex遊戲的結構相同，使得難度和玩法相近。

為了研究超疏水的應用價值，我們首先運用溶膠凝膠法製備超疏水溶液，並利用浸潤的方式將基材表面進行改質。透過控制各項變因觀察其超疏水效果與耐酸鹼程度，結果發現超疏水溶液的製備條件以攪拌20小時、乾燥1.5小時效果最佳。以此配製條件下將超疏水溶液應用於鐵釘的防鏽，實驗結果發現鐵釘表面塗佈超疏水溶液後有助防止其生鏽。另外，為了增加基材表面塗佈超疏水溶液後的實用性，我們利用不同溶劑將超疏水溶液稀釋以期增加基材透光度，實驗結果發現若選用丙酮做為稀釋液則透光度效果最佳。