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生物及地球科學科

風從哪裡來-從太陽風及日冕拋射物質探討太陽系的磁場

本研究為探討太陽風粒子與日冕拋射物質之振盪性及關聯性,建立太陽風來源的可\r 能模型。研究資料來自NASA 的SOHO衛星資料庫中太陽風粒子及日冕拋射物質觀測記\r 錄,數據計有2000年到2006年太陽風速度、密度資料59434筆及2000年到2005年日冕\r 拋射物質發生位置角、最大角寬度、能量7244筆。經由移動平均濾波法及時序分析,藉由\r 分析振盪週期及關聯性探討,得到三點結論: 一、太陽風及日冕拋射物質均有週期振盪\r 的現象,兩者振盪有一致性。 二、日冕拋射物質現象會直接影響太陽風通量密度變化。 三、\r 太陽風的來源有三種:穩定的弱噴發源、半規律性90度結構的次噴發源及日冕拋射物質\r 所形成的強噴發源。

海邊的風吹砂怎麼會膠結成塊呢?

風吹砂的砂粒中含有大量的碳酸鈣,當帶有酸性的雨水和濱海植物根部釋出\r 的物質溶於水中,就會侵蝕碳酸鈣,並沈澱於顆粒的細縫中,形成灰白色、半透\r 明和黃褐色的細小顆粒,將風吹砂顆粒膠結起來,這些細小顆粒就是膠結的介\r 質。碳酸鈣含量越多,介質與顆粒間的接觸面積越大,膠結就越緊密。\r 而風吹砂顆粒膠結時形成的分層,是由規律的季風帶來砂粒並膠結,其中一\r 次風吹就會造成一次膠結,若過程中有間斷,會因分界處較脆弱而形成分層。

高山青,澗水藍

東港溪流經內埔鄉、萬巒鄉、竹田鄉、潮州鎮、崁頂鄉、萬丹鄉、新園鄉、東港鎮,並由東港大橋出海。東港溪上游(第1.2.3 取水站):pH 值最低,濁度最低,代表溪水乾淨,溶氧量高,懸浮微粒數值小;可見東港溪上游真的很乾淨。因此接近原住民山區的河川較清澈、乾淨。東港溪中游(第4.5.6.7 取水站):pH 值中等、濁度很高、溶氧量低、懸浮微粒中等;而東港溪中游流經的潮州鎮、竹田鄉、萬丹鄉是人口稠密的地區,工廠廢水、民生家庭用水排入溪流中等因素,造成東港溪中游所測出的水質較上游差。東港溪下游(第8.9 取水站):進入出海口,受到海水沖擊,溪流水與海水混合的結果,導致溶氧量很高,相對的懸浮微粒也會提高,海水偏鹼性,東港溪下游的pH 值偏鹼性。

滄海桑田一瞬間

自從我們戶外教學結束以後,對那藏在土裡有著神秘氣息的化石深深著迷,一回到學校便展開一連串深入化石的調查,為了更深層的了解化石,我們便決定到化石保存較多的苗栗白沙屯挖採,一路由海邊爬到山上,並且五十公尺設置一點,紀錄他的高度、方位、角度,順便帶了挖掘器具將化石挖掘出來,並從化石圖鑑找出它們的名稱。接著在藉著水道模擬,推算出當時的流速,可以判斷當時的水流緩慢,沉積顆粒較小,加上沒有大海浪的侵蝕,所以化石保存完整。最後藉由FLASH動畫製作,將整個海岸的變遷,完整的呈現出來。

生命中不可承受之「重」--重金屬誘導萌芽的綠豆根部產生

我們觀察重金屬對萌芽後綠豆根與莖的生長,發現銅離子的抑制效果最為顯著,而鋅離\r 子在低濃度下對植株的生長抑制較弱,而影響植株的部位而言,以根部的抑制成效最大;重\r 金屬的處理會抑制過氧化氫?的活性,以Evans blue、DAB 及NBT 染色的結果也印證重金屬\r 的處理後會造成根部細胞過氧化氫及超氧化物陰離子的產生,並造成細胞死亡的情形。

山海「硬」分家,「鹼值」「垢」麻煩

本次科展我們主要針對自來水硬度做探討,經過網路搜尋多時,硬度的檢測都利用滴定法,但是因滴定藥劑學校沒有,購買也不便宜,所以我們突發奇想,乾脆直接把水煮乾,鍋垢不就產生了,再扣掉空瓶質量,就可以得到鍋垢產量。實驗開始進行後,除了學校自來水與飲水機的水,附近幾個有名的取水點我們也去拿水。最後在老師的二手老車支援下,我們決定擴大研究範圍,由苗栗縣竹南火車站開始,將山線與海線每個火車站的自來水,都取回實驗室,測完酸鹼值後,再煮乾 500mL 的水,看看廣大的苗栗縣與台中縣,自來水硬度大小的狀況,也想知道山海分線後,水的硬度是否也跟著有所不同。

盲目的綠精靈--紅后負蝗的視覺感官之研究

從小時候就一直養昆蟲的我,在一次閱讀有關昆蟲的學術書籍時,得知負蝗對視覺的依賴的現象,以及民俗遊戲——釣蝗。便想利用紅后負蝗(Atractomorpha sinensis)來研究負蝗的視覺感官。我模擬雌負蝗的外型製作了各種不同的誘餌,並測試最容易吸引到雄負蝗的條件,發現雄負蝗最偏愛的是藍色、33 公釐、具有觸角、擺在右前方、距離 5公分的誘餌。再利用雄負蝗最偏愛的誘餌觀察讓雄負蝗選擇誘餌或雌負蝗,也在野地實際釣蝗。若將負蝗遮住眼睛或剪掉觸角,面對正常的負蝗時,也發現會有一定程度的感官依賴。這些紅后負蝗雖然動作敏捷而快速,但依然會為愛情而受騙上鉤,果真是盲目的綠精靈。

潮起潮落-流水「浯」情

金門,古稱「浯洲、浯島、浯江、浯海、滄浯」;位於福建省東南九龍江口,四面環海,東、南鄰接台灣海峽,西、北與大陸一水之隔。海,是一切的源頭,浪起、浪落,無論是驚濤拍岸,或是搖曳生姿,總是令人著迷,更時看到瘋狗浪捲人入海而喪失生命,更時看見人在海上衝浪充滿著刺激,享受挑戰自然的快感。而水在流動時經常會「偷」點東西,流速慢了,就將東西放下來,久而久之,自然就形成許許多多的沙灘景觀,這美麗的景觀,激發了我們探訪地形的奧妙,深入了解這美麗的「地形」。不同的實驗,不同的觀察,解開一道道的「迷」,從實驗中,又可以了解水是如何的「帶」及「放」的。站在岸邊望著澎湃洶湧的波濤自遙遠滾滾而來,而隨著這些浪潮而來的,不是那一條條的海草,也不是一粒粒的沙子,而是我們好奇的心。

把玩颱風漩!旋!炫!-藤原效應探討

用自行設計安裝的水流裝置製造短暫的漩渦,模擬颱風的形成。以目視觀察,並運用數位相機及攝影機拍攝記錄實驗過程,於照片及錄影資料中,篩選出較典型運動模式,及剪輯實驗過程影片,討論與分析颱風形成後的動向和雙颱間的相互影響。我們發現,我們設計的裝置確實可以產生類似颱風氣流的水波,以及兩個颱風(漩渦)在一定距離範圍內時,彼此相互影響所產生的現象,包括:一、較強的漩渦會令比它弱的漩渦繞著它旋轉。二、比較強勁的漩渦會把小的漩渦吸收。三、如果兩者強度差不多,兩者便會互相圍繞一個共同中心旋轉。四、有時兩個漩渦會互相排斥。五、有時兩個漩渦會一個跟著另一個而行。因此與所蒐集的颱風(藤原效應)理論相吻合。

岩石球狀風化的探討

研究之初我們先踏查大台北附近出現球狀風化岩石聚集區,再選定地點做形成原因的探討。做法是仔細調查球狀風化區,岩石的數量、種類、層數及厚度、岩性、氣候條件等。另將岩石及風化物帶回實驗室,利用自行設計的方法,研究其膠結程度、熱脹冷縮、均質程度、含不含水體積變化、受力產生節理方向等,用來應證、分析自然環境的影響情形。我們也應用模擬及實地測量歸納出:岩性均質且風化速率較快的岩石,容易形成葉狀或球狀風化物層而剝離母岩;在水分乾、濕變化大情況下,易使風化物形成層狀;溫差大易使岩石呈片狀剝離。最終求證出溫差與水分兩因素是最直接影響風化物的層數與風化層的厚度。