全國中小學科展

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地球科學科

金「科」玉律-探討科氏力的擺動軌跡

本研究中,我們自行製作了小型類傅科擺,並以水寫紙與寶特瓶設計出可清楚記錄其擺動軌跡的裝置,由此探討類傅科擺與傅科擺間週期以及偏轉方向的差異。1.傅科擺週期必須大於一天,而類傅科擺的週期僅需1分鐘左右即可完成。2.北半球的傅科擺轉動方向必為順時針,而類傅科擺則順逆時針方向皆可。為了進一步了解傅科擺隨緯度不同,週期會隨著變化的現象,我們再一次自行設計模擬裝置,模擬在赤道面上觀察地球外的直線運動;再藉由投影的方式,將赤道面觀察到的情形投影回到地球表面,即為地球表面觀察到的情況。最後我們發現了一個有趣的現象,傅科擺與颱風的成因雖然都是來自於科氏力,但是在北半球的傅科擺為順時針轉動而颱風卻是逆時針轉動。

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。

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。

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。

太陽 Limb Darkening 效應之探討

台灣地區對於太陽之觀測行之以四十餘年,但在高中天文社團圈內多限於太陽黑了的描繪,用以研究黑子自行、較差自轉( Differention Rolation ) 以及磁力線之研究,未見對於其大氣性質較深入的討論。 曾經看到許多太陽影像中,都是中心較亮,而邊緣較暗,比較之後發現每一張影像都是如此,在聽老師敘述臨邊昏暗的效應(limb darkening) 之後,產生了濃厚的興趣,而決定著手去找尋原因,發現一般的書籍中並沒有這方面的資料,於是激起了研究臨邊昏暗效應起因的動機。

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。

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。

『2002』之新大禹治水

水是我們生活的必需品,缺水不可,但是水太多也會造成災害。從古代的大禹治水,到現代的科技,仍然無法戰勝水,只能疏通、順水的特性而導之於海。橋是路的延伸,為了便利交通,所以蓋了無數多的橋。最近幾年,賀伯、納莉、、、等颱風,造成許多災害,房子、車子被水淹了、橋樑被沖斷了。於是我們做了很多實驗,來探討基隆河水災的幾個因素:截彎取直、橋墩的數量(形狀)大小、橋墩的配置、貨櫃、是否和水患有關?也比較出如何架設橋樑最不會影響水流,並檢驗『瑞芳分流』的有效性,最後提出新的構想-『三貂嶺分流』,希望集思廣益早日解除基隆河的水患,更可作為台灣省各大河川參考。

星星、月亮、太陽

民國八十五年九月起,本校星象廳定期開放,辦理 〔 市民天文觀星活動 〕 ,我們幾乎全程參與,自然而然對天文產生高度興趣。 在我日常生活中,最顯而易見的天體,白天可看到太陽,晚上可看月亮與星星。它們周而復始的規律性運動,使我們對宇宙的奧秘產生好奇,於是我們大家齊心合力以實際觀測性實驗,以圖更充分了解星星、月亮、太陽等天體的運動。

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。