全國中小學科展

地球科學科

大氣怎麼流,泡泡來解說

本研究主要為下列幾點:一、泡泡(Bubble)配方若加入起泡劑、薄膜劑與保濕劑有效延長泡泡壽命。二、透過肥皂泡沫虹彩紋路觀察,有助於了解大氣環流(Atmospheric circulation)。三、泡泡若不受側壁阻擋,會產生紊流(Turbulent flow)造成單氣旋(Cyclon)。四、肥皂泡沫升溫或降溫,可用來解釋北極震盪(Arctic Oscillation)正相位與負相位原因。五、觀察泡泡上的顏色變化,主要是黃、藍是其常出現的顏色,之後變白破裂。

保護沙灘吧!波浪與淺化的實驗室模擬

本實驗利用喇叭、鉑黑電極、波型產生器、鎖相放大器、及 750 介面卡組合一套系統,此系統可使偵測精密度大幅提升,使得水槽及地表模型尺度變小(40×22×35cm),因此可節省實驗的成本與時間。筆者在坡度實驗中,發現當深度變化較大時,淺化係數都明顯變大很多。對照台灣沿岸發生海嘯的歷史記載,確實在台灣東北角及西南沿岸等相對於鄰近海溝,相對深度變化較大,都發生較明顯的海嘯危害。反之,東岸(相對深度變化較小)其海嘯波高都非常低。坡度實驗中,坡度較小明顯碎波極限較遠(離岸距離 121.12cm),且在沙灘存在的狀況下,碎波極限更遠(離岸距離 164.73cm)。可見沙灘可保護暴潮侵襲海岸,因為波浪提前於外海處碎波使進入岸邊的波浪不具有嚴重的侵蝕作用,不但可減少景觀上的破壞亦能達到相同的效果且不至於岸邊產生嚴重侵蝕的狀況。最後再藉著硬體系統及電腦 2D 動畫模擬的整合,使我們可方便掌握波浪在不同坡度及位置,其波長及波高變化比,如此有助於預估及說明波浪、暴潮及海嘯隨地形變化的狀況。

蘭陽平原灌溉水質污染調查及污水淨化之簡易設計

近年來,由於人口增加,都市及社區擴大,以及工礦業發展結果,各種不同性質的廢棄水漫無管制地相率排入圳路、排水溝或附近河川中,廢水量急劇增加,遠超過原有埤圳及河川水量自然淨化能力,因此許多地區之灑溉水質已漸早惡劣,其危害生產與生活環境,隨污染擴散程度而日趨嚴重,甚至已達公害地步。因此,如何減少污染,以維生產及生活安全,是目前經濟建設的首急之務。

風雲詭譎

根據資料統計,一九七七年因氣象災害而死亡者,總數達三十萬人以上,這個數目,比起同年因戰爭、或其他意外事故而死亡的還要高;加以人頭對環境污染的目趨嚴重,使氣候的變異和反常率逐漸的增大,因此,天氣的變化史成為人們關心的話題。大氣現象,錯綜複雜,且極具區域性,台灣位於世界最大陸地和最大海洋交界處的副熱帶,中高緯度跟低緯度的天氣系統,都可能發生影響;又因陸海形勢的特殊分佈,使得天氣變化更為複雜,一般民眾為了生活起居的適應,以及減少天然災害的損失,需要具備普通的氣象常識,學校教育尤其應該培養學生人氣科學的基本知能;激發其研習的興趣。

走訪秀姑巒溪出海口左岸-探索安山岩的祕密

去年暑假,我們到花蓮進行野外地質觀察活動,在秀姑巒溪出海口左岸的露頭發現海蝕平臺、海蝕洞及安山岩質的地質。我們觀察、測量和探討海蝕平臺及岩壁海蝕洞的特徵及成因,並探究在此地密集度極高的安山岩,其所含的斑晶是中性斜長石及深色礦物的輝石、角閃石。岩壁的海蝕洞,長又深,高度在2.65m,可見此地的年代久遠,大約為更新世時期的地層。由洞穴的形狀、深度、高度可以知道當時的地殼變動隆起,和海流、潮汐及海浪侵蝕造成的地質事件。我們也發現秀姑巒溪出海口的安山岩密集度高,又膠結的很堅固,不容易敲下來,雖然範圍不大,但是每一塊安山岩中的深色礦物,如角閃石和輝石都非常明顯,所以是一個研究安山岩的好地方。

新的星等測定法及哈雷彗星光度的探討

過去我們的老祖宗一向是忠實的天象觀測者,哈雷歷次回歸的蹤跡均被我們的老祖宗們詳實正確的記錄下來,就連現今有關彗星的研究工作,仍須用中國歷代來的資料加以驗證。由此,可證明中國古代天文學的優秀。 民國74~75年,哈雷彗星第30次回歸,在台灣掀起了一股天文熱潮,使一向冷門的天文學,似乎一下子熱絡起來了。然而在一股觀星熱潮之中,我們是否能夠為中國天文學盡一份心力呢? 由於我們本身對天文觀測頗有興趣,於是利用自己實際拍攝的照片加上國內的哈雷資料作興等測定、分析、研究來探討哈雷彗星第30次回歸的情況。

關仔嶺枕頭山石灰岩中化石的探討

同學們:你們遊覽過本省聞名的關仔嶺風眾區之水火同源碧雲寺、大仙寺、以及洗過關仔嶺溫泉嗎?這些名勝就在本縣白河鎮的一座小山上 ─ 枕頭山。此山的岩層屬於石灰岩。臺糖公司從日據時代在該山開採石灰石,供應全省糖廠,在製糖過程中去污、去臭和漂白之用。我們感到稀奇的是,在石灰岩中竟發現挾有許多屬於海洋中生物的遺體,真是令人嘖嘖稱奇!怎麼海洋中生物,跑到山上去生存呢?原來枕頭山一帶,古時候也是一片江洋大海,相信你一定想知道這些化石如何在此地形成的?

臭氧層破壞對植物的影響

近幾年來報章雜誌大幅報導地球的外圍,生命的防護罩──臭氧層產生破洞,人類正處於一種潛在性的危機而不自覺,或有所知,而無動於衷,為了讓人們了解臭氧層破洞的形成,對地球上生物影響的嚴重性,因此興起了本研究的動機。

葫蘆墩圳的水流之美─水愈流電愈多的水力發電

我們自製「氣壓式的可回收水流裝置」以節水的方式來探討『水車扇葉和水流速』的關係得知不管水流速大小,8 支的扇葉水車設計轉數均較低扇葉的為佳。在設計可實際帶動發電機轉動的水車模型中,我們以作圖及計算在水流速度為 118cm/s下,水車的最適力柄大小為 27.3cm 長。實地以自製設計的『水車及發電機組做葫蘆墩圳的水力發電』測量時,我們所設計的水車其發電情形也令人滿意。所以,我們證明了:『只要流動中的水均可以設計合適的水車帶動發電機來發電』。在能源短缺的今天,妥善運用這種「取之不盡、用之不竭」的大自然力量是最值得推廣的水力發電方式。

自製教具解釋紅位移現象

(一)高中地球科學課程包括天文、氣象、水文、地形、地球的活動、構造、演化等單元,施行十餘年迄今,仍感到可供學生實驗或教師演示教學的教具十分缺乏。新教材即將實施,自製教具似為一個可行的充實教學設備途徑。( 二)作者對反射投影機(以下簡稱OHP )演示教學素感興 趣,第二十屆全國科展曾製作六件可配合 OHP 演示的地球科學教具參展,僥倖獲獎,評審先生指導往製作定量實驗器材發展,本屆參展作品,除了可做演示教學外,還可作定量實驗用。