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臺灣

星系演化? 剖析巡天資料庫驗證星系顏色與紅移關係

透過研讀論文Strateva et al. (2001;簡稱S01),開啟了我們對於星系的星等、星色考量紅移情況下之關係的興趣,並展開以下研究。S01利用Sloan Digital Sky Survey (SDSS)所提供的測光數據,首次依據顏色u*-r*,將星系解析為偏紅以及偏藍兩個族群。本研究藉由SDSS最新提供的光譜資料進一步取得精確紅移數據,經由 K-correction復原靜止坐標系中各星系的星色,並可透過距離模數消除距離對於星系亮度的影響。因此,本研究得以分辨出兩類星系族群的紅移演化。我們發現紅移效應和星系本質的特性對於 r*<17.77且z<0.3的星系有顯著的影響。在研究目標範圍內,兩類星系族群皆沒有發現紅移演化對於顏色的影響。本研究也與 S01作比較,討論了分析中可能的誤差來源。

給我三個點 來畫平行多邊形

任意給定不共線相異三點A1、A2、A3,想要利用邊與其對應對角線平行的方式依序作得A4、A5、…、Am,並且再作Am+1、Am+2、Am+3重合於三點A1、A2、A3,這是一件不簡單的事!我們把這樣的多邊形稱之為平行多邊形。 為了方便探討,首先固定邊與其對應對角線長度比值固定為 1t,在複數平面上,寫成遞迴式zn+3-zn=t(zn+2-zn+1),可求得zn=pαn+qβn+s,以此可以作出任意平行m邊形,並證明平行m邊形會內接於一橢圓或圓。 其次,探討邊與其對應對角線長度比值不為定值的平行m邊形。我們求得圓內接平行m邊形,邊與其對應對角線長度比值:若m為偶數,則比值為1-cot2πmcotα1+cot2πmcotα 及cotαsin4πm-cos4πmcotα;若m為奇數,則只有2cos2kπm+1一種比例。接著將任意給定的三點對直線作伸縮變換成特定的共圓狀態,作出圓內接平行m邊形的m個頂點,再反變換回平行m邊形。 對於順序三點已有解決方式,我們再利用線性組合的性質,使任意三點只要給定邊數、不共線三點之序數及其值,便可以利用zn=pβn+qβn+s和zn=pβknαtn+qβknαtn+s兩式分別求出等比例和不等比例的平行多邊形。 最後,探討橢圓內接面積最大的m邊形必為邊與其對應對角線長度比值固定的平行m邊形。

美洲蟑螂可分泌警告物質的證實與相關研究

社會性昆蟲已被證實可產生警告物質(disperation-inducing or alarm substances),對同種其他個體具有警告、驅離的效果。本研究發現美洲蟑螂(Periplaneta americana)雖不屬於真社會性昆蟲,但也可分泌類似作用的警告物質,同時也證明此物質存在於軟便與唾液中,其中以軟便的驅散效果較強,且不同性別間皆具有驅離作用,跨物種間(對蟋蟀)也有作用。若去除反應者的觸角後,警告物質的驅離效果降低,並延長了反應潛伏期,證明觸角是此警告物質的接受器官。我們也利用沾附酒精的濾紙吸附蟑螂所產生的警告物質,也有相同的驅散效果。利用後腿基節屈肌的肌肉電位圖(electromyography, EMG)記錄蟲體對此物質的反應電位,亦顯示受到警告物質的影響,可使步足肌肉放電頻率增加。

仙「鋁」奇「圓」-探討鉻鋼球碰撞的力與能量

本實驗主要在探討鉻剛球碰撞產生的情況與能量的傳遞,我們改變的變因有: (1)球落下高度、 (2)鉻剛球大小(兩種規格)、 (3)兩球撞擊的中間物材質(鋁箔、白紙、銅片)、 (4)中間物材質的厚度。 發現球自愈高的高度落下後產生碰撞,中間物(置於底下鉻剛球的上方,如:鋁箔)所產生的同心圓面積愈大;而大球相撞產生的同心圓也比小球相撞所產生的大。就碰撞後反彈高度而言,大球碰撞後反彈高度比小球碰撞後反彈高度來的高。與銅片有相同厚度的6層鋁箔,其碰撞產生的面積與銅片的卻不相同,可見不同材質的硬度及彈性,亦是影響面積大小的因素之一。

轉錄因子bZIP16參與阿拉伯芥開花途徑的分子機制研究

植物透過光受器和細胞內訊號分子來感知及反應環境變化,而轉錄因子為其中重要的細胞訊號分子。先前文獻證實阿拉伯芥轉錄因子bZIP16是一個整合植物荷爾蒙與光訊息傳導途徑的重要負向轉錄因子,促進種子的萌芽與幼苗的發育。然而對開花是否有影響並不清楚。本研究透過bZIP16在阿拉伯芥野生株不同組織的表現,發現bZIP16蛋白質在花苞和花具有高表現量。根據開花實驗顯示,bzip16突變株不論生長在長、短日照下皆延遲開花。進一步透過微矩陣轉錄體(transcriptome)分析與qRT-PCR分析其分子機制,發現bZIP16對吉貝素途徑、光週期途徑及春化途徑的基因沒有影響。然而,bZIP16卻明顯抑制負調控開花因子FLC及促進SOC1和FT的表現。表明bZIP16藉由抑制FLC,調控開花整合因子SOC1和FT的表現,進而促進植物開花。本研究證實bZIP16除了控制阿拉伯芥種子的萌芽與幼苗的發育之外,在開花途徑中具有正向調控開花的功能。此外,我們確認bZIP16是自主開花途徑基因的新成員。

雙眼牆颱風侵臺路徑北偏現象之探討

本研究由近年來部分在登陸前產生雙眼牆(CE)結構的西行侵臺颱風發生實際路徑較預報路徑偏北的現象為發想。利用中央氣象局颱風資料庫,統計出發生北偏之西行颱風及其北偏幅度,並找出各種會影響颱風路徑的因素,將其一一量化後進行分析。 我們發現颱風之暴風圈半徑以及其是否有雙眼牆對颱風的北偏效應有顯著的影響,至於夫如數、背風渦旋強度等則有較小的影響力。 我們根據北偏效應,認為造成第四類路徑中產生雙眼牆結構者特別少的緣故,是因為許多原先為四類路徑的颱風因北偏轉至三類;我們也意外發現八、九類颱風完全沒有雙眼牆颱風,推測是南海空間及熱量問題。 我們也發現具有雙眼牆結構之颱風在登陸時,測站會測到兩個氣壓谷值,因此發現雙眼牆結構颱風在登陸時結構的不對稱性,未來可以此為依據量化雙眼牆結構。

翻轉正n邊形邊上點的猜想

本研究先在正n邊形邊上取任意點P、Q,將Q以P為中心旋轉正n 邊形內角度數θ得到Q’,P、Q進行移動,觀察Q’變化的關係與規律性;接續,將P、Q放在「複合正n邊形」進行探討。發現: 在某一範圍時,P、Q在正n邊形上移動時會形成特殊軌跡中空圖形,邊數分別為n與2n等兩類之多邊形,其邊長比一般化公式為l_1+l_2及l_1 、l_2;還有許多有趣的關係,像:1.軌跡圖形內角公式;2.當Q在頂點A上,移動P點,形成Q’之軌跡在「正n邊形外角平分線」上;3.Q在任意點上,則Q’之軌跡與對角線¯BD平行且等長…等,並證明之。 最後推出軌跡圖形參數式為 {xQ'=xP+rcos(θ水平夾角-θ) yQ'=yP+rsin(θ水平夾角-θ),其中tanθ水平夾角=(yQ-yP)/(xQ-xP ),r=√((yQ-yP)2+(xQ-xP)2),P(xP,yP )、Q(xQ,yQ )之通式詳見作品,結果可應用在掃地機器人及防盜系統上。

永恆的旋轉木馬

本研究作品主要在探討「平面上各種曲線內關於相鄰等角割線段的新的不變量」與「空間中特殊圓錐曲面的特殊等角割線段的新的不變量」。 若圓錐曲線、蚶線等曲線中有相鄰等角的 條割線段,則這n條割線段之m次方和為定值。在圓錐曲線中這些割線段的交點可以是焦點、曲線內任意點,在蚶線中則為基點。甚至經由反演,還能將此性質推廣至直線上。 研究最後擴及至空間,先考慮特殊橢圓、拋物、雙曲球面,其一焦點為F,將正N面體VN之重心G與F重合,使得VN以F為旋轉中心任意旋轉,此時由F對VN之各頂點做射線交圓錐曲面於 PN,則FPN之倒數m次方和為定值,其中u=1,...,n,N=4, 6, 8, 12, 20 。

行動工具鼠

滑鼠的問世是電腦史上的重大發展,其關鍵設計是以編解碼技術與影像辨識技術,來判斷滑鼠的移動與方向。本作品「行動工具鼠」的最初設計構想是利用滑鼠滾輪滾動的編碼機構與技術,應用圓周運動相對於距離移動的概念,再將滑鼠滾輪的圓周長,乘以滑鼠滾輪轉動圈數,即可得知滾動的距離;若再以單位時間,除以當下所移動的距離,即可得知即時的移動速度。作品更新版,第二代的設計策略,是利用滑鼠內光學鏡頭IC,以非接觸的方式來偵測滑鼠移動的距離。目前最新的設計,是以無線滑鼠,接上手持式行動裝置,搭配自行設計的APP程式,以相對滑鼠移動的概念,來偵測滑鼠的移動方向,以及滑鼠移動軌跡的座標變化量,即可得知滑鼠實際的移動的距離。以此設計與應用,可以完全取代市售測距輪的所有功能,成為日常生活中便利且實用的好工具。

斷尾球「生」~探討羽球羽毛對飛行的影響

我們製作獨特的垂直風洞,透過牙條及滾珠軸承使羽球能在其中自由轉動以利同步取得運動時的阻力、轉速及側向力,並透過空氣壓縮噴射方式探討軌跡差異。實驗數據顯示,羽毛只要經過修剪,阻力多會下降,雖然能飛的更高遠,但也降低了羽球獨有的飛行特性。若修剪外側羽毛,可大幅提升高速下的轉速,但低速時則因受力面積減少導致轉速下降且發現透過側羽的小修剪可同時提升飛行能力以及飛行特性,提升練習級羽球的價值;但羽尾若破壞程度太大,如:剪成平頭狀,飛行距離雖明顯提升,但轉動能力下降,甚至低速時無法轉動。最後,斷翅的實驗出現了一個有趣的結果:透過斷去第二根羽毛達到對稱的缺口,可挽救失控的側向力,提升破損羽球的練習價值。