地球科學科

本研究的目的在(1)設計完成在雨天可記錄閃電與雷聲的儀器；(2)藉由分析閃電與雷聲的時間差，來尋找閃電距觀測點的距離，以便了解學校附近落雷的分佈。儀器製作與測試是本次實驗的重點，在儀器製作部分經歷了 3 次的修正，來完成實驗儀器的設計。在儀器製作完畢後僅發生利用夏日常見的午後雷陣雨進行更進一步的儀器測試與閃電方位的測定，期望能找出學校附近的閃電分佈情形，供學校避雷之參考。

颱風過後，無水無電，到處泥濘，一年「又」一年，我們已見怪不怪了！然而，大水什麼時候來呢？基隆河上游到底降多少雨，汐止就會淹水，必須趕快撤離呢？我們決定找尋答案！利用自動水位記錄儀，紀錄校園後方基隆河的水位變化（自民國90年12月至今），江水位紀錄轉成圖表，配合上游的降雨量資料計算分析後，我們看到許多現象：（1）從潮汐變化了解汐止（水返腳）命名的由來。（2）比對汐止與淡水河口的滿潮時間差異，得知汐止滿潮時間約晚了2小時又13分鐘。（3）計算上游主要降雨量與洪峰到達的時間差，得知汐止洪峰時間延遲約9小時。（4）分析得出上游降雨量與校園後方基隆河水位關係式為y=0.3641x+112.85。我們進一步由關係式推估上游平均降雨量達85.4mm/hr時，校園後方的基隆河洪峰高度可能溢堤，此研究希望在雨季期間能提供預警撤離之參考，目前水位仍持續觀測中，未來取得更多資料，進一步修正方程式，更趨近實際狀況後，將可提供更準確之預警參考。

有一次郊遊，坐車經過大溪武嶺橋，看見橋下大漢溪河水潺潺，兩岸風光美麗，不禁心曠神怡，久聞大漢溪的美名，它除了供給灌溉，更供給我們水源，和我們的生活息息相關。因此想一揭它的奧秘，於是便和同學在老師的指導下，展開觀察和研究工作，想褐開它神祕的面紗。

本月份又輪到我們這組同學打掃樓梯及中走廊了，我常為了無法把那樓梯間死角處的灰砂打掃乾淨而煩惱，其他兩位同學當然也碰到相同的難題，於是我們商量用水去沖洗；但是又怕老師斥我們浪費水。就這麼巧，隔天早上，我們在樓梯間發現了一堆狗屎，好像老天爺要幫忙我們似的，於是我們就利用這機會提水沖洗樓梯。結果，樓梯是沖得乾乾淨淨了，可是，樓梯下卻髒又泥，不一會兒功夫又經同學的濫踏，滿樓梯都是腳丫子，說有多難看就有多難看；也換來了一件午休時間擦樓梯板的苦差事，真是倒楣透了。在這事件不久前，陳同學曾想拿他家的吸塵器來為我們服務，可是被老師否決了，理由是：吸塵氣在學校不易保管，每天帶來帶去不方便，並且提醒我們說：「這是一個很實際又值得探討的問題，我們何不一起來做做研究，怎麼樣去消除呢？」

去年我和叔叔到觀華戲院看電影，路過田寮河，看到在仁一路靠田寮河堤岸的路面破裂、下陷，四周有很多人在勘察，我覺得很奇怪懷著這樣的心情和疑問進到電影院，也無心盡情欣賞了，回到學校後我和呂淑怡提起這件事，因為我們是五堵國小少年科學營、地球科學組的組員，因而興起研究的念頭。在我們研究過程中據專家和市政府的人員告訴我們都是板樁打得不夠深，施工技術有問題，但是是什麼原因讓那些打得不夠深的板樁產生崩塌呢？雖然專家只有討論板樁的問題；俱是我們認為造成板樁的崩塌－定有其它的外在因素，因此我們排除偷工減料、板樁等問題，直接深入的調查它最根本的原因，也就是說：那些因素決定了板樁要打多深？我們懷著無比的興趣，在老師的指導下一步步的探討它的原因。

作者三年前因教育考察出國，發覺外國學生能踴躍、自動地到博物館去研究、觀察、作筆記。對老師成博物館員之說明能發掘出有深度的問題，積極的追根究底不實在於他們學生對所要學的有濃厚的興趣，他們有銳利的觀察力。這些都是我國內學生所缺少的。有感於此，筆者擬欲理出一套活的教材，將大自然帶進教室，利用假期帶學生作化石之採集與地層之探討，讓學生接觸大自然，體會大自然之奧秘，開拓在時間與空間方面的境界，此乃本研究之動機。

「小朋友！歡迎你到汐止遊山玩水」參觀二十四屆全國科展時，琳瑯滿目的作品中，以臺北縣崇德國小林珠鸞老師的這件佳作，最吸引我們注意，林老師搜集了汐止鄉土的各種地球科學相關資料，讓我們認識了汐止的特殊地形及地質。 為了揭開它神秘的面紗，我們便踏上汐萬公路，只見群山環繞，溪水清澈的郊野，不但令人心曠神怡，而公路兩旁的地層露頭，更令我們有許多意想不到的發現：岩層中夾有水流狀的漣波層、滴水的鐘乳石、動物走過留下的生痕化石、河床上的貝類化石……變化多端的岩層，像一本又厚又重的石頭書，上面還記載些什麼呢？我們迫不及待的想知道：它除了保存化石之外，是否還藏有肉眼看不見的小精靈呢？於是在遊夢湖之餘，決定調查從汐止到夢湖之間的地層真相。

八十六年度中秋節發生月蝕，我們對月亮的種種變化，發生了興趣，於是和老師研究，一起做了以下的實驗。

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。

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。