介紹宇宙射線（Cosmic Ray）的書–宇宙飛彈(2)
台北市立永春高級中學地球科學科張菊秀老師 / 國立台灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯

在宇宙射線中，發現正電子

1932年，安德森與尼德邁爾將雲霧室放在強磁場中，來觀察宇宙射線經過磁場時，路徑變化情況。並拍攝照片。通過對照片的詳細分析，發現有一種特別軌跡，走不同的路徑，與當時已知的帶電粒子路徑都不同。根據軌跡在磁場偏轉的方向，判斷這種粒子是帶正電荷，又根據軌跡曲率的大小，推知這種粒子的質量要比質子輕得多，且與電子的質量近乎相等。他們發現了正電子 ! 人類第一次發現了反物質。

安德森想要從宇宙射線中找到新射線，也曾多次乘坐氣球升入高空，進行危險觀測實驗。1936年度的諾貝爾物理學獎，就是表彰安德森的重大發現。 Continue reading →

介紹宇宙射線(Cosmic Ray)的書–宇宙飛彈(1)
台北市立永春高級中學地球科學科張菊秀老師 /國立台灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯

這是一本專門介紹宇宙射線的書，雖然是涉及高能物理學，但是，在作者的用心筆耕下，許多平常無法了解的高深學問(如量子物理、相對論…等等)，竟然可以輕鬆進入學習狀況。

作者羅傑．科萊、布魯．道森與編者保羅．戴維斯都是南澳阿得雷得大學物理系教授，他們進行宇宙射線地面觀察工作多年，對宇宙射線的搜尋、分析與解讀很有一套，可以說是研究宇宙射線的專家們，這本書就是他們合作的結晶。
宇宙中充滿許許多多美麗的奇景，特別是這些年來，在太空中執行觀測任務的哈柏望遠鏡，更是開闊了我們的視野，然而人的眼睛能夠看得到的光(能量)，僅僅是這個宇宙所散發總能量的千億分之一，我們不禁要問:除了可以看見的光之外，相當高的能量是用什麼樣的形式存在宇宙?有多少的宇宙秘密，蘊涵在這些能量變化中?宇宙射線可能就是解答這些問題的關鍵，但是，由於它看不見 (觀測的對象是高能粒子而不是可見的光)，因此，這是一個全然未知的天文學領域，人們對它的研究也是一直處於瞎子摸象的情況中，直到近年來，儀器與觀念的進步，我們才能對宇宙中，高能的物質(也就是宇宙射線)有些認識，人們也漸漸了解宇宙射線給我們帶來許許多多的宇宙深部的訊息。 Continue reading →

絕對星等與視星等 (Absolute Magnitude, Apparent Magnitude)
臺北市立建國高級中學蔡哲銘老師/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯

恆星的亮度是我們在觀測星體時，直接就能接收到的訊息。大約在西元前150年，古希臘天文學家希巴卡斯（Hipparchus）編製了一份星表，包含1022顆恆星，依據它們的亮度，由亮至暗劃分為1、2、3、4、5、6 ─ 六個等級。大約三百年後，亞歷山大港的托勒密（Ptolemy）繼承了希巴卡斯的概念，將恆星的亮度分為六個星等，，全天最亮的二十顆明星的亮度為一星等，肉眼能看見的最亮恆星亮度為6星等。一般將亮度為1星等的恆星簡稱為1等星，餘類推。

歐洲文藝復興以後，技術進展很快，許多人都測量恆星的亮度，都認為一等星的亮度大約是六等星的一百倍。英國天文學家普森（N. Pogson）在1856年，建議明訂1等星的亮度是6等星的100倍。根據這個關係，星等被量化。重新定義後的星等，每級之間亮度則相差 100^(1/6-1)=2.512倍。 Continue reading →

難分高下的河流與冰川的侵蝕速率（Erosion, River, Glacier）
臺北市立建國高級中學地球科學科蔡哲銘老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

地形千變萬化，有一望無際的平原，也有壯麗高聳的山脈，如果把這些美麗的地景看作是造物者的鬼斧神工之作，那麼造物者應該擁有兩樣工具；一是來自地球內部的各種營力，如板塊運動、造山運動等。二是來自地球外部的各種營力，如風、河流、冰川等營力的侵蝕、搬運、沉積等各種作用。兩種營力作用的結果，產生各種不同的地形。
而在地球外部的各種營力當中，冰川或河流的侵蝕速率何者較高，一直是科學家很有興趣的問題，自從十九世紀以來就有許多的討論。有一段時間冰川的侵蝕速率被認為是最大的。在高山地區或高緯度地區，冰雪降落至地面之後累積，復因壓力作用成為冰層。冰層受到重力的牽引往低處移動，過程中對底岩或河谷兩側會產生磨擦及銼削作用，且河谷中突出的石塊也會被一併拔蝕，產生較大的侵蝕效果。 Continue reading →

深部地殼（Earth’s Deep Crust）中的熱毯
國立蘭陽女子高級中學地球科學科李協長老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

對地球的地殼內部岩石之相關研究指出，下部地殼是良好的絕熱體，受到這項發現影響的結果相當多，其中之一就是地殼會產生更多岩漿的可能性大增。

由法國學者Jean Braun在2009年3月的自然期刊刊登的文章中寫道：我們對於大陸地殼最深處（平均深度約30-40公里）的溫度暸解不多，因為在這樣的深度下，並無法直接從鑽井或礦坑中測量溫度。而溫度會影響到許多地質作用，包括讓下部地殼中的岩石熔化產生岩漿，以及使岩石產生形變。這些熱主要來自地殼下面的地函，而過程中溫度的高低變化，可藉由地殼的熱傳導來調節：較高的傳導率（conductivity）會使熱流動的較快，使得地殼底部的溫度較低；反之，較低的傳導率會使熱的傳導作用變差，使得地殼底部的溫度較高──由於下部地殼是良好的絕熱體，因此發揮了類似毛毯的功用。

因為要實際精確測量岩石對熱的傳導率有困難，所以早期的研究都假設岩石對熱的傳導率是固定值，不受溫度變化的影響。但現在Whittington和其同事根據新技術，如雷射閃光分析（laser-flash analysis），可將小型的岩石樣本（10mm×1mm）的一端置於熱熔爐中，維持在某個溫度接受雷射脈衝，然後測量熱傳導到另一端所需的時間，再仔細經過模型校正，以得出精確的熱傳導率。 Continue reading →

為什麼石油（Oil）與天然氣不會從地底下逸出？
國立臺灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

副標題: 演示位於地下的岩層如何保存石油與天然氣。
主旨: 地底岩層儲集石油與天然氣的原理。

學生年齡: 14-18 歲

活動時間: 10 分鐘

學生目標: 學生可以:
• 解釋石油與天然氣浮在水面上的原因是因為其密度較小。
• 解釋地底岩層有能力儲集石油與天然氣。
• 知道要適當的控制地表鑽油管的設置。 Continue reading →

岩界探奇？!重現岩石形成過程 (Rock Formation)–想像你（妳）親臨現場！
國立臺灣師範大學地球科學所科學教育組碩士生林蓓伶/國立臺灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

「岩界探奇」的岩石問題：

將岩石帶到教室，並準備一些岩石形成的線索。問學生一系列的問題，讓他們體會當岩石正在形成時是什麼樣子。 Continue reading →

岩石（Rock）可以吃?
國立臺灣師範大學科學教育研究所林永在碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

岩石(rock)可以吃?
我們如何取得維持身體健康的成分？

我們像其他生物一樣活著，需要化學成分來維持身體健康。這些化學成分來自土讓中的礦物質。如何讓礦物質的成分供我們或其它生物使用？

這活動一開始，藉由討論食物開始。學生們已經知道他們必須藉由攝食才能生存。
．解釋食物提供能量和營養成分讓他們維持健康。
．如果他們吃肉類，這些成分就來自於動物，反過來說，如果吃植物，這些成分
就來自於植物。
．植物從土讓中取得成分。
．土壤是岩石分解的產物。
．所以在岩石中的成分，跑進土壤裡，然後被植物吸收，接著被動物食取，最後以植物或肉類的型態供我們攝食。 Continue reading →