全國中小學科展

地球科學科

月球隕石坑的觀測與模擬實驗

西元 1994 年舒梅克─李維 9 號彗星撞擊木星時,曾引起了全世界的震憾,也同時引起我們對天體互撞產生了極大的興趣。因此,我們從最簡單、最方便觀測的月球開始著手,研究隕石撞擊月球的種種變化。

月球天平動的研究

月球公轉與自轉週期相同,故月球始終以同一面朝向地球。但月球亦可能因許多原因而使我們能多看到月球背面的一小部分。我們覺得此現象十分有趣,便想應用自身所學,分析了解天平動現象。

我最喜歡的石頭

學校的東面有一條本縣最大的河流叫新武呂溪,每年的雨季一到,從深山裏流出了許多各種各樣的石頭。記得前年的秋季遠足的時候,老師帶我們到河邊去玩。老師在河裏撿了許多各種各樣的石頭。很多同學也跟著老師撿了許多小石頭,放在口袋裏帶回家。因為老師很賽歡搜集各種各樣的石頭,所以第二天早上上課的時侯同學們都很得意似謝的把撿回來的石頭贈給老師,老師很高興的問我們:「你們喜歡不喜歡石頭?」大冢都異口同聲的說:「很喜歡」。老師接著又問我們說:「你們最喜歡什麼石頭?」有的說白色的、有的說綠色的,大家的意見都不一致,於是老師就用舉手方式表決,結果那潔白如雪花的石頭最多。後來,老師告訴我們這個石頭叫結品石灰岩,是台灣東部最著名的石頭。並且把這個石頭的知識一一講給我們聽。又鼓勵我們時常觀察、實驗、尋求答案,恰好這次的科學展覽老師叫我們參加。老師給我們選擇「我們最喜歡的石頭」為題,提出了各問題,要我們實際實驗、觀察尋求答案。我們便搜集資料、器材,按老師的指導方法,開始我們的研習工作。

會冒泡泡的石頭

有一天全家在大掃除,媽媽用鹽酸洗廁所,不小心鹽酸倒在門外的大理石上。哇!冒出了許多的泡泡,也有可怕的白煙,氣味很臭。鹽酸碰到石頭怎麼會起泡泡呢?媽媽說不清楚,我們便去請教老師,和老師一起研究。下面是我們上山採集,以及觀察和實驗的經過。

本省的玉髓分布及研究

台束縣山勢崎嶇,以出產玉髓最為著名。所產玉髓種類甚多。包括藍、綠、紫、黃、褐、白灰等顏色,品質細膩,色彩鮮艷奪目,頗為一般人士所喜愛。尤其藍玉髓眾所皆知最為珍貴而稀少。本省玉髓之產量雖不多,可是品質色彩方面則凌駕巴西與印度,此非過份渲染,而是我們以十幾年的時間,跋山涉水,踏遍本省深山大谷,所搜集的資料與其他國家出產之玉髓作一番比較所得的結論。因此我願佔科展一角以科學方法分析說明大膽發表心得,並證實本省的玉髓優於其他國家。

台灣高鐵會變身雲霄飛車嗎?以雲林縣地層下陷為例

從日本311地震引發海嘯,迪士尼樂園地裂噴出泥漿,全球似乎進入「地震恐慌期」?台灣經921地震後,雲林縣地層下陷日益嚴重,恐危及高鐵結構安全?經實驗操作與實地調查評估,獲致以下結論:一、高鐵路線經濁水溪至曾文溪流域路段地質結構以砂岩、頁岩為主、抗震力不足,容易液化下陷危及橋柱結構安全。二、高鐵地層下陷區域包括彰化、雲林、嘉義至台南路段,其中以雲林縣最嚴重,平均每年下陷約6.5公分,未來3至5年內將是關鍵期。三、地層下陷除了地震斷層釋出能量之破壞力不可抗拒外,超抽地下水、水土保持不良、土石流衝擊等皆為關鍵因素。四、管制抽取地下水、高鐵沿線3公里內種樹造林保護水源、加強橋柱固樁等為當務之急。

溪谷溯源──台北縣五股坑溪上下游自然環境的比較分析

河流哪裡來? 爸爸告訴我:「河流從山上來。」 可是,山上的河流和山下的河流一樣嗎? 為了解答心中的疑惑,我們請教老師,並在老師的指導下,挑選距離本校較近,且尚未遭受人工大幅開發破壤的五股坑溪為對象,進行溪谷上下游自然環境的比較分析,一窺溪谷地形景觀之奧秘。

嗚咽的南崁溪

本研究主要探討南崁溪上游被污染的程度以及污染來源,我們每天由民光東路橋下,採集河水當樣本來研究,用顯微鏡觀察水中的物質和生物,並用濾紙過濾溪水,觀察殘留物。對於探討南崁溪的污染程度,我們設計一種簡易測定濁度的方法,並實際沿著南崁溪調查污染來源,還從網站、地圖、電話簿,尋找資料。這些資料包含一些南崁溪沿岸河邊的染整廠和養豬場等對河川會造成污染的產業,並調查南崁溪流域的人口並計算污水排水孔。由調查研究顯示,當經過下雨後,河水的濁度會降低,在下雨時,因沖刷帶有泥沙,河水濁度會升高,但臭味會減輕。這就是人們所知道河水的自淨能力,可是,南崁溪被污染的連下雨都沒有辦法減輕河川被污染的程度,所以本研究是希望大家能了解、注重環境保護,愛護河川,並徹底的改善河川的污染,讓南崁溪恢復原貌,使下一代有一美好的環境。

大漢溪曲流地形探索之旅

大漢溪具有豐富的谷曲流地形,是桃園縣山區景點的一大特色。本研究運用「Google 地球」軟體,截取大漢溪從石門水庫至砂崙子及大漢橋間的衛星照片,進行曲流地形判識,並經由野外考察實地驗證,描繪大漢溪流域曲流地形的分佈情形;探討蜿蜒度、坡度、地質與暴雨侵蝕對曲流地形的影響。發現蜿蜒度越大,交切山腳越豐富;坡度與蜿蜒度成反比,而坡度及地質結構影響曲流型態。此外,蜿蜒度越高的曲流,代表受暴雨侵襲的頻率越高,河流開墾應注意地形的特性,避免在蜿蜒度高的河川地及凹岸開墾,以減少洪泛所造成的損失。

凌「雲」馭「風」-以霧化水分子氣流場模型,模擬颱風在不同環境下的風場與路徑變化

本研究開發霧化水分子氣流場模型,取代傳統水工實驗,以更貼近颱風構造的設計,應用於模擬颱風發展、雙眼牆、風場不對稱、狹管效應、副低壓影響及遇到障礙物的路徑變化等小尺度現象。實驗發現,高層輻散帶動低層輻合,增強到一定程度時出現風眼,類似真實颱風。瞬間提高風速會出現類似雙眼牆構造。當破壞風場的左側,帶動中心往西北偏移。狹管效應會使一側風速加快,造成中心偏移。模擬副低壓影響實驗中,東側的副低壓會使中心往東南偏移。氣場內放障礙物易在背風側產生漩渦,擋板越高越明顯。以臺灣地形障礙物進行實驗,北部通過的漩渦因狹管效應及風場不對稱南偏;中南部通過,先略南偏再北偏;大角度進入的漩渦也常受副低壓影響而偏向背風側。