日本是全世界屈指可數的「火山大國」。日本的陸地面積僅占全世界的0.25%,但是,在如此狹窄的國土中,全世界活火山的7%卻集中於此,活火山的數量高達110個,這也是日本被稱為「火山大國」的原因。
活火山(active volcano)的定義就是:「大約在過去1萬年內噴發過的火山,並且現在仍有活躍之噴氣活動的火山」。相對的,將有史以來皆無活動紀錄的火山稱為「死火山」(extinct volcano);現在並未有噴氣等活動的火山稱為「休火山」(dormant volcano)。日本光是2015年這一年,就有阿蘇山、口永良部島、箱根山、西之島、淺間山等許多的火山噴發。2014年9月發生的御嶽山火山噴發奪走63條人命,造成非常大的災害,連台灣的新聞媒體也有報導,相信大家都記憶猶新。
本特集中所涉及的不僅只是日本,我們還要介紹全世界的火山,並利用豐富的插圖從火山噴發機制到火山噴發預測以及壯觀的地球系統之謎等進行詳細的說明。
在人體器官解說單元,將繼續介紹聽覺器官的機制,你可知道人類可以聽到的最小聲音是0分貝※1。0分貝約相當於樹葉相互摩擦所發出聲響的10分之1大小,或者約是圖書館室內聲音的100之1大小。
聲音(聲波)就是空氣的振動。振動由外耳的耳殼收集後,會通過外耳道引起「鼓膜」振動。鼓膜內側與中耳的「鎚骨」(malleus)連接,鎚骨與「砧骨」(incus)相連,而砧骨又與鐙骨(stapes)相接。當鼓膜振動,振動就會依序傳遞到鎚骨、砧骨、鐙骨。此外,鐙骨的底部嵌在內耳中稱為前庭窗(fenestra vestibuli)的小孔中(在右圖中未顯示)。當鐙骨振動時,就會將振動傳到內耳。
鼓膜的振動可經由這麼複雜的路徑傳遞,都是因為鎚骨、砧骨以及鐙骨等三塊小骨具有將振動放大的作用。由於鎚骨和砧骨像槓桿一樣擺動,因此可將鼓膜的振動放大約1.3倍。而鐙骨的底面積約為鼓膜面積的17分之1,由於振動集中在極小的面積上,所以可將鼓膜的振動放大了約17倍。正因為槓桿效應加上底面積效應,使得鼓膜的振動可放大約達20倍(約1.3倍×約17倍)。
可以說如果沒有鎚骨、砧骨及鐙骨,人類或許根本無法聽見樹葉相互摩擦所發出的聲響。
再來本年度最大科學新聞就是捕捉重力波的證據!本期將帶領讀者潛入探看建造在地下200公尺處的重力波望遠鏡「KAGRA」。
KAGRA和檢測出2015年諾貝爾物理學獎得獎理由「微中子振盪」(neutrino oscillation)的「超級神岡探測器」(Super-Kamiokande)一樣,都是建設在岐阜縣飛驒市神岡礦山的廢坑內。
KAGRA的觀測目標「重力波」(gravitational wave)究竟是什麼呢?
我們每天隨時都身處在可以感受地球重力的生活中。而地球又受到太陽重力(萬有引力)的影響而繞著太陽公轉。像這樣,在具質量物體的周圍,有應其質量之強度的重力產生。
根據物理學家愛因斯坦(1879〜1955)所倡議之廣義相對論的論述,在具有質量的物體周圍,時空(時間和空間)會出現扭曲,因為這樣的扭曲而產生重力。當會使時空產生大幅扭曲的大質量物體運動時,時空產生的扭曲也會發生巨幅變化。該時空扭曲的變化如波般往周圍擴散的現象就稱為「重力波」。
篇篇精采的科學報導,請見《牛頓科學雜誌》2016年5月號(103期)。
作者簡介:
為日本NEWTON雜誌授權繁體中文版,Newton牛頓科學雜誌是一本科普雜誌,內容有5大特色:
1. 文字淺顯,易讀易懂:文字深入淺出,將艱深知識淺顯化,可以讓對科學有興趣的人輕鬆閱讀。
2. 圖文連貫,完整概念:不但文字之間陳述連貫,圖文之間也緊密契合,將一個概念完整呈現,長期閱讀可以培養邏輯思維、組織分析能力。
3. 圖含深意,圖解詳細:圖文並茂,每張圖均深具意義,將艱深知識以圖解方式鉅細靡遺解說,可以解答讀者科學方面的問題。
4. 摘要說明,清楚解說:內容利用摘要方式呈現,閱讀、查詢均方便,可以讓讀者快速抓到重點。
5. 圖片珍貴,值得收藏:每期均有宇宙電子傳真影像、生態高密度特寫、大自然的瑰麗景致、電腦三維立體模型繪圖,每張圖照珍貴經典,值得收藏,可反覆研讀,或集結成科學工具書。
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日本是全世界屈指可數的「火山大國」。日本的陸地面積僅占全世界的0.25%,但是,在如此狹窄的國土中,全世界活火山的7%卻集中於此,活火山的數量高達110個,這也是日本被稱為「火山大國」的原因。
活火山(active volcano)的定義就是:「大約在過去1萬年內噴發過的火山,並且現在仍有活躍之噴氣活動的火山」。相對的,將有史以來皆無活動紀錄的火山稱為「死火山」(extinct volcano);現在並未有噴氣等活動的火山稱為「休火山」(dormant volcano)。日本光是2015年這一年,就有阿蘇山、口永良部島、箱根山、西之島、淺間山等許多的火山噴發。2014年9月發生的御嶽山火山噴發奪走63條人命,造成非常大的災害,連台灣的新聞媒體也有報導,相信大家都記憶猶新。
本特集中所涉及的不僅只是日本,我們還要介紹全世界的火山,並利用豐富的插圖從火山噴發機制到火山噴發預測以及壯觀的地球系統之謎等進行詳細的說明。
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鼓膜的振動可經由這麼複雜的路徑傳遞,都是因為鎚骨、砧骨以及鐙骨等三塊小骨具有將振動放大的作用。由於鎚骨和砧骨像槓桿一樣擺動,因此可將鼓膜的振動放大約1.3倍。而鐙骨的底面積約為鼓膜面積的17分之1,由於振動集中在極小的面積上,所以可將鼓膜的振動放大了約17倍。正因為槓桿效應加上底面積效應,使得鼓膜的振動可放大約達20倍(約1.3倍×約17倍)。
可以說如果沒有鎚骨、砧骨及鐙骨,人類或許根本無法聽見樹葉相互摩擦所發出的聲響。
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KAGRA和檢測出2015年諾貝爾物理學獎得獎理由「微中子振盪」(neutrino oscillation)的「超級神岡探測器」(Super-Kamiokande)一樣,都是建設在岐阜縣飛驒市神岡礦山的廢坑內。
KAGRA的觀測目標「重力波」(gravitational wave)究竟是什麼呢?
我們每天隨時都身處在可以感受地球重力的生活中。而地球又受到太陽重力(萬有引力)的影響而繞著太陽公轉。像這樣,在具質量物體的周圍,有應其質量之強度的重力產生。
根據物理學家愛因斯坦(1879〜1955)所倡議之廣義相對論的論述,在具有質量的物體周圍,時空(時間和空間)會出現扭曲,因為這樣的扭曲而產生重力。當會使時空產生大幅扭曲的大質量物體運動時,時空產生的扭曲也會發生巨幅變化。該時空扭曲的變化如波般往周圍擴散的現象就稱為「重力波」。
篇篇精采的科學報導,請見《牛頓科學雜誌》2016年5月號(103期)。
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1. 文字淺顯,易讀易懂:文字深入淺出,將艱深知識淺顯化,可以讓對科學有興趣的人輕鬆閱讀。
2. 圖文連貫,完整概念:不但文字之間陳述連貫,圖文之間也緊密契合,將一個概念完整呈現,長期閱讀可以培養邏輯思維、組織分析能力。
3. 圖含深意,圖解詳細:圖文並茂,每張圖均深具意義,將艱深知識以圖解方式鉅細靡遺解說,可以解答讀者科學方面的問題。
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