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臺灣

河邊海邊礫石大不同!~礫石圓度及球度分析與探討

日常活動中,我們發現河邊與海邊的石頭形狀不同,於是開始研究。首先,我們選擇三組地點進行實地觀察並測量河床礫石與海灘礫石,發現海灘礫石的圓度高於河床礫石,而河床礫石的球度則高於海灘礫石。也發現河床礫石會因為河流的水流速度及水量大小,而有不同的搬運方式,而海灘礫石會因為灘面上的沖流與回流,有不同的搬運方式。 我們也設計了設備來進行河床礫石與海灘礫石磨蝕的模擬試驗,模擬河床礫石磨蝕的試驗結果,與我們觀察到河床礫石球度較高的現象相符合,驗證河床礫石主要受到滾動與部分滑動的磨蝕影響。模擬海灘波浪礫石磨蝕的試驗結果,與我們觀察到海灘礫石球度較低的現象相符合,驗證海灘礫石主要受到滑動與部分滾動的磨蝕影響。

福壽螺今天想吃什麼呢?-探究不同的餌料誘捕福壽螺,減少秧苗被啃食的機會

福壽螺,原產於中南美洲,商人認為有利可圖,便將其走私進入台灣,希望取代田螺,供民眾食用。但是,福壽螺的肉質不符合台灣民眾的口味,因此商人紛紛將福壽螺棄養。福壽螺具有耐污染、抗乾旱的特性,再加上它在台灣沒有天敵,因而建立起自己的族群,啃食農作物,造成鉅額的農業損失。為誘捕福壽螺,減少其對稻苗的啃食,本研究全程使用美濃當地盛產之農作物作為誘餌,一方面可物盡其用的消耗NG農作物,另一方面可誘捕福壽螺減少對稻苗的損害,促進台灣農業及防治福壽螺的雙重效益研究指出,選擇的誘餌具有顯著誘引福壽螺之效果,進一步發現擺放位置也會影響捕捉到的福壽螺數量,於是設計陷阱器來捕捉,希望能為台灣的有機農業盡一份力。

鑑今知古–四溝層有孔蟲化石之研究

本次研究的有孔蟲化石是取自恆春四溝層,透過探討樣本中有孔蟲優勢種屬的生態環境,且利用碳氧同位素來與現生種有孔蟲做對比、討論,可得知當時四溝層的水溫及鹽度範圍,並支持過去四溝層為潟湖環境。也根據討論樣本中底棲性有孔蟲的優勢種Quinqueloculina spp.為淺水機會種屬,加上適合生存水域為半淡鹹水域,推論Quinqueloculina spp.為淺海環境的指標化石。

以二階段電壓/電流步進陽極處理法探討TiO2奈米管製備及應用

本實驗以二階段電壓/電流步進陽極處理法生長二氧化鈦奈米管,並找出最佳生長參數並能有效降解有機物。在實驗過程中,我們發現以氟化銨及有機醇類在形成二氧化鈦奈米管,有著較長管徑的效果。本驗以20 x 20 mm2大小的鈦片,透過鈦片的前處理,不同程序的氧化步驟及不同的醇類來探討二氧化鈦奈米管進行降解亞甲藍的效果,以及二氧化鈦奈米管其生長情形。結果發現以化學處理及陽極氧化處理過的鈦片,在0.6w%的氟化銨2ml的水及98%的乙二醇當作溶劑,以每分鐘調整1V直至50V在恆壓一小時的電壓步進法進行陽極處理,最後以450度進行退火,最後可得其二氧化鈦奈米管有最佳的降解效果。

彩色二維條碼手持產品開發之探討

數位二維條碼的使用日益普及,然而使用手機掃瞄時,常受限於掃瞄距離及拍攝角度,使用上不夠便利。在不增加拍攝限制且增加二維條碼儲存容量的前提下,本研究嘗試設計一款8色10×10模組的彩色二維碼,命名為Colour Matrix。其四個頂角的模組具特定顏色,用來作為定位的特徵,其他模組用於儲存資料。此研究也成功在樹莓派平台上開發專屬的顏色辨識及編碼與解碼應用程式。相較於常用的二維條碼QR Code,Colour Matrix的拍攝傾角限制較小但拍攝距離較短。升級拍攝鏡頭後的實驗則發現鏡頭解像力明顯影響Colour Matrix辨識率,以及研究中所使用的邊緣偵測方法具有極限,有待進一步深入探討。

火龍升起-探討火龍捲的特性

本實驗分別以50、70、90度三種偏斜角度的12片導流板圍成一圈做為實驗裝置,若導流板偏斜角度、氣流旋轉半徑、燃燒面積越大或是氣流流入速率變快,火焰高度會越高。火苗以下流入的氣流會促使火焰升高,愈低處的幫助愈大,火苗上方流入的則對火焰產生抑制作用。火龍捲的火焰愈高、甲醇蒸發速率愈大,導致甲醇的液體溫度愈低,此結論和科學人的推測完全相反。導流板偏斜 70 度時,甲醇的蒸發燃燒和氧氣的供應組合會使燃燒效率達到最高,使火焰上方燃燒後甲醇蒸氣殘留量最低。對水的加熱結果說明:火龍捲裝置比起對照組,使火焰較穩定、直立,且燃燒較完全,在有開風扇的情況下,也不易被風吹斜,因此能有效加熱,其中尤其是 90 度的表現最好。

反泡泡空氣層厚度測量之探究

反泡泡是由一層空氣包裹著液體的泡泡,存在於液體之中,由於有不同於一般空氣泡泡的結構與運動行為,反泡泡的現象吸引了不少人對它進行研究,然而卻鮮少有人對反泡泡的空氣層厚度進行準確的測量。在這個研究中,我們提出一種測量方式,利用影像追蹤軟體Tracker對反泡泡在水中的運動軌跡進行記錄,並根據阿基米德原理,獲得空氣層在反泡泡中佔據的體積百分比。另一方面,由影片分析比較反泡泡破滅前後的影像,也可以測量估計空氣層包裹的液體大小與空氣層的體積百分比。比較兩種方法,我們得到相當一致的結果,說明反泡泡的空氣層厚度應在10-4-10-3cm的數量級,這與單一照片的測量結果有極大的差距,說明光的折射與反射效應對空氣層厚度的誤判有很大的影響。

Co-movement!秋颱共伴效應之深入探討

共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情,促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後,顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱風,發生共伴效應的比例較其他路經之颱風高。在風場與輻合輻散場之比較得知共伴會隨著颱風環流與東北季風相對位置的接近而產生增強的現象,再用地面天氣圖與雨量統計資料確認高壓靠海導致東北季風含水氣量的增加也會加強共伴雲帶降水。利用數十個颱風與六個測站雨量與風向的變化結果相互比較後,得知地形風向效應也會導致當地瞬時及總降雨量增減,而風向與地形走向之夾角越趨近於垂直影響雨量的效果則越顯著,而颱風路徑與共伴地形效應也有極大關聯性。最後利用高空比濕場驗證垂直上空氣舉升效應,確認風向輻合確實會造成氣塊舉升。

風力罩得住酷旋發電機

本研究共設計十二個實驗,探討垂直型風力發電機如何將各方吹來的風充分利用,首先設計能減少風力扇葉轉軸轉動摩擦力的軸承,接著製作導流罩以收集所有吹進來的風並提高 磁動生電的轉換效率。我們製作的風力發電機將來自四面八方的自然風有效利用,具積少成 多的集風特性,輸出電壓可達30V以上,並能針對鋰電池充電,發揮以時間換取空間的特殊功能,且因為體積小,非常適合於臺灣地狹人稠而且風力不強的環境。我們將自製的發電機實際應用在學校走廊、樓梯間以及樓頂進行發電,可以提供夜間照明,達到自給自足的綠色能源目標。

抽絲解密─大賀蓮中螺紋導管的特性與應用性探究

本研究是在探究大賀蓮(Nelumbo nucifera )中螺紋導管(次生壁增厚)的分布、生長特性,並比較蓮絲和蠶絲之應用性。結果發現大賀蓮的根、儲存莖(蓮藕)、地下莖、葉、葉柄、花、果實及種子的導管皆有次生壁的增厚,增厚方式有環紋、螺紋及網紋。蓮的生長時間愈長,次生壁增厚形狀愈複雜,從螺紋導管中抽出一束絲的絲線排數也越多,其中以挺水葉葉柄下端內圈的絲束數及絲束的絲線排數最多,增厚形狀也最複雜。次生壁增厚生成於導管,主要功能在支持植物,而次生壁的增厚不會加速水份輸送的速率。蓮的次生壁增厚可以抽取出來做為布料的絲線,其保暖性、透氣性、快乾性及耐重性都沒有蠶絲(生絲)效果好,但吸水性及耐酸、耐鹼性較蠶絲佳,最大優點為較為環保。