全國中小學科展

地球科學科

礦物繞射的花紋世界

一、點光源照射雙狹縫,光產生擴散現象,形成明暗相間的干涉條紋,此為狹縫的繞射原理。二、礦物晶體是由多面晶格堆積而成,其間距極小,因為晶格間隔數A與紅光(6328A)恰為光波長的倍數,可當成雙狹縫來進行光的繞射。三、將礦物薄片置於自製的旋轉儀器上,以雷射光穿透過,使其在一公尺後的屏幕前產生花紋,將礦物晶體與礦物薄片作360度的立體旋轉,迄產生最多的繞射線與最佳的繞射圖形,並記錄下亮點和中央亮帶間的距離及繞射線的數目與夾角。四、同種礦物的晶格堆積格式固定,且經繞射後能產生固定的繞射圖案,藉由圖案的線條數、夾角和亮點和中央亮帶距離的比較,可建立一套鑑定礦物的圖鑑。

野柳風景石真相?

去年暑假學校舉辦科學夏令營到北海岸研究地形、地質,到了野柳我們發現奇形怪狀的岩石,而且地面上有許多坑洞,形成一幅巧奪天工的自然美景,它們是怎樣形成的呢?老師說:那是因為海水的侵蝕作用和風化的結晶,但它們形成過程及原因,希望你們去探討。因此我們著手去探討野柳風景石真相?

地震的圖像模型建立

本研究主要以一連串地震分析,來討論台灣地區地震能量釋放的型態。首先求出地震活動參數,接著再繪製地震規模的年發生率,最後推算台灣地區地震能量釋放時前餘震與主震所占之比重。在地震參數上,發現地震活動度較高的月份中,在該月都發生了芮氏規模六級以上的大地震,因其餘震發生的頻率較小震頻繁,因此造成其a 值較大。另外本研究發現,在大地震來臨之前,地震A 值會升高,應可視為其A 值升高之因是由於前震的關係。在地震規模年發生率方面,繪製出圖表,最後發現台灣地區地震仍以小震多,另外大地震則有一定週期。在研究最後,了解台灣地區地震常數之後,本研究更以ESRI 的GIS 軟體ArcView9.0 版輸出台灣地震目錄,並從中了解台灣的震測儀器發展。This research presents a series of earthquake analyses to discuss earthquake’s energy release type. First, we evaluated earthquake’s constant and charted the percentage of earthquake measurement every year. Finally, count the after-shocks and the major earthquake measuring 6.0 and above on the ML happening in Taiwan area. Because the after-shock frequency is more than light earthquakes, as a result it causes the“a” enumeration is large. According to the percentage of earthquake measurement happening frequency every year, we illustrate a chart. Finally we find that in Taiwan area mirror earth-quakes account for a large percentage and major earthquakes happened regularly. When we realize the constant of earthquake, the study folds a variety of layers by using ArcView 9.0 edition of GIS (Geography Information System) of ESRI , knowing the earthquake in Taiwan.

紅色警戒

土石流依土石組成的粒徑特性可分類為礫石型土石流、一般型土石流及泥流型土石流。研究結果顯示礫石型土石組成吸水性差,激發此類型土石流的主因是瞬間的豪雨快速滙集河道產生強烈推力而非含水量;一般型土石流具相當程度的吸水性,同時因土體間隙較大水分下滲較泥流型為快,當含水量達到飽和時會出現土體下滑現象,此時若有較大雨勢即可能在300坡度引發土石流,含水量愈多發生區坡度愈小;泥流型土石流有最大的吸水性及飽和含水量,因土體間隙較密水分下滲較慢,前期雨量(累積雨量)為激發泥流型土石流的主因。本次研究五條潛勢溪流除新社東興溪屬泥流型外,其餘四條皆屬偏礫石型。根據第九河川局所提供潛勢溪相關地文資料進行礫石型土石流條件因子分析,結果顯示大興南清水溪再度發生嚴重土石流機會仍為最高,而與花蓮市民生活最親近的七腳川溪河川推力與土石含量皆不小,應是需加強監控與大雨優先撤離的潛勢溪流。

硯裡乾坤—螺溪石與端溪石的比較研究

端硯為中國四大名硯之首,螺溪硯則是台灣特有的珍貴硯石。本文以濾紙過濾、墨液在宣紙上的擴散,觀測兩種硯石磨墨的顆粒大小;以imageJ軟體測量墨液的灰階值;並從硯石的密度大小、墨液被宣紙吸附的高度、水分蒸發的快慢、硬度的大小與研磨後硯石的耗損量,比較兩種硯石的特性。研究發現,端溪石比螺溪石的質地更為縝密、不吸水,水分不易被蒸發,墨液的碳粒也比較細緻,成色更黝黑,而且易被宣紙吸附。至於螺溪石的硬度則比端溪石大,久經研磨不易耗損。雖然端溪石比螺溪石更適合磨墨,但兩種硯石的性質差距不大,而且螺溪石具有獨特的針鋩,在研磨圈數達400圈後,磨出的墨液品質與端溪石一樣黝黑油亮,都是非常優質的硯石。

溫暖化的地球

隨著工業革命的進步,經濟亦逐漸地放快腳步而發展,但在這其中對生態的破壞也是令人覺得不可思議。近年來「溫室效應」所帶來的嚴重破壞更是引起各界的注意。在台灣這塊小小的土地上,我們所能發現的災害並不十分明顯,由此我們不禁納悶,溫室效應中,那些我們看不見、摸不著的氣體真會有如此大的影響嗎?於是引起了我們對這個問題的興趣。

它是超新星嗎?談我國古代對「異」星的辨識

1987年2月23日,加拿大多倫多大學謝爾頓(I, Shelton),在大麥哲倫星雲中,發現了一顆星等+5等的超新星,震驚了世界的天文學者,也帶動了一股研究超新星的熱潮。在我們上地球科學的同時,對於此孕育深遠,然在極終前一刻併發它生命光華的星體大爆炸,也概略而簡要的介紹。但我們發現,超新星的大爆炸,並非經常性,而是數百年才會出現一次的特殊現象。因此要對此有所研究,便要藉助歷史悠久且文化發達的古文明史料。但是我們在分析史料時,卻發現原來古人對於「異」星的辨識,並不是很清楚。於是我們利用中國古代的觀測資料,配合現代科學的理論基礎,做為我們探索「異」星奇妙現象的起步。

由礫石厚度及礫石顆粒大小決定沉積物源之方向

在高一基礎地球科學課本中,曾提到「水流有淘選作用,大塊岩石風化 後,顆粒較大的較重,大多沉積在上游,顆粒較小的較輕,一般沉積在下游,且前者厚度較厚,厚者較薄。」若我們到一陌生地區發現沉積地形,就可以根據基礎岩層顆粒大小判斷其古代水流方向和沉積地形。

基隆河換新裝─探討河道與流速的關係

象神和納莉颱風使得基隆河暴漲,河水漫過堤防淹沒了社區和學校,在基隆河整建工程中,將原來的植被泥土河道鋪上水泥,實驗中發現水泥河道比原來的植被泥土河道排水的速度快、排水量高,但觀察中卻發現對於坡度平坦、河道蜿蜒的基隆河,水泥河道仍然會淤積大量泥土並且破壞生態,定期疏濬和保留原有的植被泥土河道並加寬行水區,才是人與環境的共存之道。

「食.石」-石煮火鍋石材選用之探討

石頭火鍋為阿美族的傳統美食,石頭火鍋的烹煮方式稱為石煮法,石煮法顧名思義是將石頭加熱後置入水中加熱,為阿美族人的生活智慧,因為有這種熟食方式,讓阿美族人出門在外無須攜帶任何餐食,只要找到烹煮材料,便可以就地炊事,是十分重要的傳統文化。 本研究試用了九種不同種類的岩石進行實驗,分別是蛇紋岩、花崗岩、石英岩、安山岩、片岩、玄武岩、大理岩、白雲母片岩及板岩,再以溫度、TDS、PH和加熱後變化等方面來比較這些石材,針對各種實驗的結果,進行分析及探討,並找尋出哪一種石材最適合加熱石頭火鍋。經過分析及整理,蛇紋岩的加熱速度,溫續、水質、碎裂情形等,大部分優於其他岩石,是九種岩石中,最適合用來烹煮石頭火鍋的石材。