全國中小學科展

地球科學科

「捕捉天狗」之超大針孔成像

在觀看2009年6分半鐘的日蝕後,引發我們想製作簡單的針孔成像設備,來觀察太陽的動機。由實驗得知,針孔與發光源越遠,成像越小(反之越大);針孔與屏幕遠近,和成像大小有正比關係;且針孔越小,影像越清晰。最後經由測試得知,以描圖紙做為屏幕對攝影的效果最為合適。 實驗中,以1至4m的成像距離,觀察太陽,發現每加1 m長度,成像直徑增加1 cm,成像在直徑4 cm時,太陽成像可分出三個層次,與疑似日珥的影像。 最後改良的雙凹透鏡觀測器,將鏡筒長度縮為3 m,成像直徑則由4增至10.5 cm,此次實驗結果雖僅能觀測太陽的三個層次,及疑似日珥構造(亦可能是雲影響)。但期望未來能測試更多屏幕材質與透鏡組合,以縮短長度與增加成像解析度。

變動中的台灣—台灣中南部地體構造的探討

本研究為探討北港高區對台灣中南部地體構造的影響。以推土機理論為基礎設計模型進行實驗觀察,並以中央地質調查所的活動斷層分布及地殼變動GPS測量結果進行比對,得到三點結論:一、台灣中南部造山運動隨著海岸山脈西移擠壓隆起形成中央山脈,中央山脈是由東向西逐漸發展,在山脈內部的斷層已不再活動,在西部的活動斷層是目前主要活動變形帶。二、中央山脈構造及發展是由海岸山脈擠壓運動所形成,和北港高區無關。三、台灣中南部山脈前緣部分西部活動斷層受到北港高區影響,只能在高區東側及邊緣發展,並影響高區附近的地殼變形方向,在西南側似有脫逸現象產生。

嘉義八掌溪牛稠溪河床泥沙沈積作用調查

地球科學是一新開辦的學科,本校自始即很重視它的教學,增購教學設備來改進教學效果,因此同學們也漸漸的發生了濃厚的學習興趣,尤其師長們常常以鄉土教材為例,加強教學並利學生的野外實習, 66 年本校同學以八掌溪的河水污染, 67 年以嘉南平原的士壤蒸發作用,相繼獲得全國科展的第二名,此一系列的鄉土研究,啟發了我們的研究興趣,本作品即是針對河床泥牛稠溪源自大坑、塘湖(900m),於竹崎進入谷地平原,在民雄南測的牛稠埔進入下游平原,經月眉、朴子,於東石龜仔港入海,全長 7IKm ,平均比降 1 / 79 。其氣候條件與八掌溪相似,枯、洪現象極為明顯,洪水期的流量是1100m 3/ sec而枯水期的流量只有0.2m 2/sec,因牛稠溪的人為建設較少,河床泥沙堆積可能較有規律性,因此,本作品即以該兩河川的堆積現象,相互比較其差異性。以便求得平均流速與泥沙粒徑的相關性,以及對水利健設的影響。

土石流的流動之謎

土石流對南投山區居民是個夢魘。本主旨在探討土石流中不同粒徑粒石的流動現象、破壞範圍、與分佈形狀,及渠道長度、含水量、含泥量多寡對其影響與成因。研究中以堆積遠近表破壞力強弱。大粒徑隨流動而上升至土石混合體上方,小粒徑下降成為軸承;當混合體含水量越高,現象越顯著。流動渠道越長時,大石跳上混合體的高度越高,堆積距渠道出口越遠,大、小石的差距越大,表破壞力越懸殊;堆積形狀呈放射扇形。不同粒石在個別、混合、加水、加水與高領土的實驗設計中,其顆粒分布的改變,與力及能量交互作用有關,而受固體對剪切力的分散程度比水來得大的因素影響甚巨。土石流流動中,地質材料互撞,粒徑越大,剪切力與分散力越大,易集中於堆積表面與前端,且此運動過程,處持續變形狀態。顆粒流的特性在整治時應列為重要考量。

天地之間─測量地球的半徑

根據第48屆全國中小學科學展覽作品:「做一個能輕易測得地球半徑的人-利用太陽光求地球半徑」研究,他們利用影子來測量同一經度南北兩地的太陽仰角,求得地球半徑。我們認為該團隊記錄時,因陽光形成的半影、選擇中央氣象局測候站公布太陽過中天時間為據、測量日期選在一月下旬,這三點令我們懷疑其報告可以求出極接近實際值的真實性。我們改進前人研究的缺點,利用水晶球360°聚焦太陽光的性質,自製一個不受風及半影影響的「太陽仰角記錄器」,並選定同一經度太陽過中天時間相同的「冬至」及「夏至」兩天測量,以所在經度換算測量時間,並輔以當天太陽過中天時太陽方位角180°正南、0?正北方校正,測量出地球半徑為6457.8947km及6336.0477公里,誤差值1.25%及0.66%。

東港溪流域水濁度曝「光」了!

本研究依據劉德明(1999)年所著作的《環境科學》一書中提到,水中雜質的種類及環保署發佈的濁度計法,設計研究工具「光伏特水濁度檢測儀」。並根據東港溪流域概況圖,規劃採集30個地點的溪流水體和10個鄉鎮市的地下水進行檢測。結果發現整個東港溪流域之「麟洛溪」沿線和港西攔河堰取水站靜水區水濁度最高;此流域地下水則以潮州的光春水濁度最小,東港鎮興東里的水濁度最高。從研究結果也顯示自行研發的「光伏特水濁度檢測儀可有效檢測水體濁度差異。

海水的滲透

1.近年來沿海地帶,由於地下水的大量抽取,常造成海水侵入地下岩層中,污染地下水。為瞭解砂層紋徑與海水滲透的關係,而作本試驗。2.因高中地球科學課程所學有限,無法作詳細精確的試驗,僅作簡單的砂層粒徑與海水滲透速度的關係。

河水,你還能呼吸嗎?\n─調查大漢溪生態及水污染指標

今年我們上了國中,地理課時,老師說:“我們家鄉大漢溪所屬的淡水河系是全省第三長河,可惜已污染多年,甚至下游還發出陣陣惡臭”。我們聽了不僅難過,也察覺:供給板橋、新莊用水的板新水廠正位於大漢溪的中游,它的污染實在和我們的生活有著密切的關係,於是,我們著手做了以下的探討。

簡易星座位移自學機

人類是自然的寵兒,理應主動地接近自然,了解自然。宇宙是自然的全部,包含了天和地,內中還不知道有多少學問,等待看人類去發現,了解和運用,天上的星星雖然只是自然的一部份,但是我們又知道多少呢?尤其是我們這些國中學生,白天看不見星星,晚上又被強烈的電燈遮蔽了星星的面目,深夜嗎?我們要睡了,因為怕明天上學會遲到啊!所以我們想做一們白天也可以看星星的機器,來滿足我們和以後的學弟學妹們的求知慾。我們把構想說給老師聽,經老師們的同意後,就著手做了這一台自學機。

獅頭山以前是不是海底

秋季遠足,經過獅頭山水濂洞附近時,發現學生在獅山藤坪產業道路旁挖川了許多貝殼類的化石,當時我在心裹暗想,在水中才能生存的貝殼是不可能集體到獅頭山來遊覽的,那麼獅頭山以前是不是在海底呢?對這一件事情我產生了許多疑問,於是就約同學共同來探求這個答案。