全國中小學科展

地球科學科

月神阿提米斯(Artemis)的傷疤~月球隕石坑和輻射紋之模擬與探討

以「方格紋路」標記砂土表面,方便觀察撞擊時表面的詳細受力情形。利用「紅土球」撞擊砂土的過程中,紅土球會成功碎裂,並且會產生「輻射紋」、「中央峰」與「環形山」等地形,此隕石撞擊模型是我們自創的,而且效果相當良好。玻璃彈孔的「橢圓形延伸碎裂區」橢圓軸的方向和「最大破裂痕方向」均會和「射擊方向」一致。利用輻射紋之「長短軸比值」和「射擊角度」之間的「標準曲線」,可反推出第谷坑、哥白尼坑、刻卜勒坑和阿里司塔克坑的撞擊角度。發射器以低角度射擊時,能以「打水漂」方式模擬出「連續隕石坑」。砂子和石灰粉都能藉由橡膠彈力球之撞擊,在反彈後可以產生「多重環形山」,可證實「不一定只有液體」才能製造出「多重環形山」。我們藉由h= S‧ tanθ公式,可以利用「上弦月」平面相片求得隕石坑的深度。使用自製CD光譜儀,能分析出隕石坑之間的RGB值和HSB值之差異性,CD光譜儀分析所得的資訊量遠多於一般的月亮黑白相片。

終極資源 ~ 太陽熱能的研究

我們上了自然科學「測量氣溫」這單元後,學會了如何使用溫度計,也實際去操作測量,發現了在不同時間、地點、高度及地面狀況不同時,所測量的溫度也會不同,了解到氣溫的高低實在和太陽照射的程度有關。因此在我們的心理有個疑問:「一位穿深色衣服的人,另一位穿淡色衣服的人,同樣站在陽光下,哪一位會先中暑呢?顏色不同對於吸收太陽熱能的程度會不會不同?」這個問題引起我們研究的興趣,因此,在老師的協助下,我們在校園內開始利用各種物品做實驗來研究太陽的熱能。

我們怎麼觀測天氣

當上自然科學第七冊「雲」時,老師講到各種雲彩、形狀、雲量對大自然影響很大,引起了我對她發生了莫大好奇,想瞭解她奧妙處,於是我與幾位好同學參加了本校的少年科學研究社氣象組,在老師的指導下,以實際的觀察和記錄,從事天氣變化的研究。

竹林地區氣溫預報之研究

本校自設立兒童氣象觀測台至今已七年,七年來除了每日作定期觀測(每日觀測三次,即八時、十二時、十六時)觀測項目為溫度、濕度、氣壓、風向、風速、雲量、雲形、降水量、蒸發量等之外,也保持了所觀測的資料,加以分析,尤以去年所作的「竹林地區水量收支調查研究」,預報了六十六年有過量的降水過後,實際觀測六十六年的降水量,結果很接近,令人滿意。對於氣溫變化能否像降水量一樣,可以預報?我們就把過去的氣溫資料,整理分析,想尋找出其週期規律、預報方法。

看!天上的星

時代口新月異,人類的科學技術發展到今天,成功地講入了太空時代,登陸月球已成功,星際旅行指日可待。展攀未來,人類勢將進一步開發宇宙,擴大人類活動的新天地。本研究為作者繼續對宇宙科學之研究成果,並配合國民小學自然科學四冊第二單元教材一星星,第七冊第十二單元教材中星座的觀察,創新設計有效的科學教具“星的觀測指示器”、“獵戶座旋轉觀察盤”,藉這簡單的自製儀器引導學生觀察天上的奇觀,探求宇宙的奧秘,透過實際的觀測而獲得各種有趣的知識,促進學習的與趣,引發對科學的熱愛。

灰頭土臉─校園灰塵的觀察研究

本研究專題為了瞭解灰塵的構造與成分,並加以了解灰塵是以沉降的方式或者是以靜電吸附方式,吸附在柱體上,且觀察吸附在柱體哪個表面上的灰塵較多,還有會不會因為風速的快慢,而影響灰塵的吸附多寡,另外不同的形體及表面光滑度、不同材質會影響灰塵的吸附情形嗎?在同一空間裡,不同高度的地方觀察灰塵累積的量,以便知道灰塵最容易吸附在哪一高度。經過我們的研究後,發現灰塵裡有岩石礦物、黴菌的孢子、塵?、花粉粒、植物的種子、棉屑、碎屑、其他任何可以懸浮或隨著空氣流動的細小物體,而灰塵沉降的方式並不一定,有因材質不同所造成之靜電,以及風速快慢和重力的影響,所以沉降方式都有所不同。我們發現越粗糙的柱體,灰塵越容易累積在上面;所以,空氣擾動、不同形體的接觸面積、風速的快慢、表面的光滑或粗糙、不同材質,都會影響灰塵的沉降與吸附,重力和靜電引力實為灰塵吸附的重要關鍵。

捕風捉雨─由颱風位置作定量降水預估

我們從中央氣象局『颱風資料庫』中蒐集各類颱風的資料,統計近 21 年來 77 個侵襲台灣附近的颱風逐時雨量,選取臺灣人口集中的平地測站,分別是台北(P)、台中(C)、高雄(K)、花蓮(H)及山地的阿里山站(Y),用 Excel 計算五個測站的定量降水預估值,找出各地的降雨特性,更進一步的瞭解侵台颱風的定量降雨,畫出五個測站的豪雨警戒區(參考圖三 a~f 及表一到表五),作為實際氣象預報應用及防洪預警之參考,期望降低颱風災害程度,以期達到防洪勝於治洪之效。

恆春半島四重溪畔橫臥褶皺露頭之研究

在一項南台灣恆春半島的採集活動中,很難得地目睹了一處生平難得一見,且極具奇特美麗紋理的褶皺露頭,如(照片一)。對於這個位處四重溪,溪谷曲流外灣侵蝕區的褶皺,其奇特的外形及如何形成?使我們產生莫大的興趣,於是數度回到此露頭區”做一詳細的勸察與探究。

鹽田底質追蹤研究,影響產量雜質之探討

本校去年研究鹽田底質之探討,發現在結晶池區鋪上一層黑色磁磚,即可解決洗田工作之辛勞,而榮獲全國地球科學科第一名,在大家歡悅聲中,某天鐘華日報報載:台南縣某國民中學某老師,亦有相同的研究題材,榮獲縣展國中教師組佳作,他在研究中指出,利用電爐加熱,可以提高產量數倍,縮短曬鹽時間,鼓勵鹽工探用。我看了報發現這研究與目前曬鹽怯不太相同,且不知這方法是否有利用價值?在這鹽田中不知如何進行操作?其投下的能源資本能否低於產量成本… …這一連串的疑問,我請教幾位同學無所擭,因此一同去請問老師,在老師指導下,進行研習工作。

宇宙魅影─以v e vμ v τ及相對論性量子力學探討黑暗物質之謎

由於參與天文社及閱讀相關書籍並藉由地科老師指導從高中地球科學課本下冊中學習了許多完整的天文知識,也藉此了解到了黑暗物質的問題,引起我們深入了解的慾望。並加上本身對理論物理和天文的熱誠在資料蒐集及分析的過程中,也認知了許多相關的知識,並發覺整個暗物質的問題並沒有當初所假設的架構那麼單純。所以我們再運用課本及相關期刊論文的內容將我們之前的理論重新架構,做多方面的討論,使整個理論更完整。