與眾不同的能源!

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水ㄚ!你算什麼? 光!你在哪裡? 我 跑 得 比 較 快! 與眾不同的能源!
走出陰霾---輔導 望遠天下---歐美 望遠天下---日本 望遠天下---大陸

 

 

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一、核能:二、聲音:

內容分頁:

一、核能:

 

太陽光電與建築結合應用(BIPV)

http://www.solarpv.org.tw/aboutus/knowledge/bipv.asp

定義

太陽電池模組(module)或陣列(array)被整合、設計並裝置在建築物上,且具有兩種以上之功應用。(Ref. Dr. Tomas )

優點

應用範圍

參考簡報

馬上觀看》資料提供者:工研院太陽光電科技中心 產業發展組模組與系統應用計畫黃振隆研究員

精采內容:

  1. 建材一體型太陽電池模板之應用
  2. 建材一體型太陽電池模板
  3. Building-integrated photovoltaic (BIPV)
  4. 建材一體型太陽電池模板之優點
  5. 帷幕牆及遮陽棚的介紹
  6. 帷幕牆之種類(以安裝方式區分)
  7. 遮陽棚建材一體型太陽電池模組整體造型、結構、組合設計
  8. 建材一體型太陽電池模板介紹
  9. 無框式雙層玻璃BIPV模板之設計
  10. 複層太陽電池模板
  11. 日本帷幕牆用金屬框架BIPV模板
  12. 屋頂建材一體型太陽電池模板介紹
  13. 屋頂建材一體型太陽電池模板結構及組合設計
  14. 五、建材一體型太陽電池模板結構計算
太陽電池及模板

太陽電池材料種類

太陽電池種類 半導體材料 市場模組發電轉換效率
矽(硅)
silicon
目前太陽光電系統中應用最為廣泛
晶矽
Crystalline
單晶矽
Single Crystallin
12~20%
多晶矽
Poly Crystallin
10~18%
非晶矽
Amorphous
Si、SiC、SiGe、SiH、SiO 6~9%
多化合物
Compound
應用於太空及聚光型太陽光電系統
單晶
Single Crystallin
GaAs、InP 18~30%
多晶
Poly Crystallin
CdS、CdTe、CuInse 10~12%
奈米及有機
Nano & Organic
應用於有機太陽電池,屬研發階段
TiO2 1%以下

常見的太陽電池及模板外觀

單晶矽

又稱為單結晶、晶圓型。製程貴,發電量佳, 礙於晶圓型式,多半截圓型或圓弧造型,舖設時面積上無法達到最大利用及吸收。

多晶矽

又稱為多結晶。製程上較便宜,發電量略遜單晶矽,可截為正方形,舖設時可達到最大面積利用及吸收。其晶狀分佈,具有藝術效果,可為建築物外觀加分。另外,雖其結理易造成碎裂,但晶體可再利用做為項鍊等裝飾品。

非晶矽(可撓式)

成本便宜,發電率較差,且容易造成裂質化。但由於可直接鍍在玻璃及塑膠上面,與建築物可做最佳結合。除可做太陽光電系統發電用,室內型民生消費品也常見其應用,如:電子計算機、搖頭娃娃、玩具等。

透光型模板

不論是單晶矽、多晶矽或非晶矽太陽電池都可建構成透光型模板,其最重要的目的在是可和建材結合,變成建築的一部份。並可做防反射光的處理、和透明度的加強,如搭配低鐵的強化玻璃。

另外,你也可以參考《太陽光電板架設原則》,獲知相關資訊。
 

等待陽光、等待科技、等待數十年…
為人類與地球環保榮景共生而誕生

「這是一座環保、省能、美麗、生生不息、充滿生命力的城市」。

夢幻中的永續城市躍然眼前,它,散佈在地球的各個角落…

結合城鄉特色,推動永續經營的陽光電城正在這裡蔓延開來…

感謝經濟部能源局「太陽光電技術研發暨應用推廣計畫」、經濟部工業局「再生能源設備業推動計畫」支持,讓我們用科技曙光, 打造屬於你我的陽光優質城鄉。

就是要太陽能

知識大補帖

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常識全知道

相關網站

http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/decay/

放射性元素衰變系列

http://www.iner.aec.gov.tw/domain/nuclear/nuclear-2.htm

\http://www.sekada.com/health/nupower.html

核能發電與輻射廢料

核能發電的原理是利用中子來撞擊鈾的原子核,當鈾 原子核分裂時會放出大量的能量,這些能量可以使液態水變成水蒸 氣,而水蒸氣再推動發電機,就可達到發電之目的。

原子反應爐

因此一個核能發電廠的核心部分,必須有一個原子反應爐來產生 能量,這個原子爐含有可產生能量的鈾燃料棒 (fuel rods)。鈾燃料 棒通常含有在自然狀態下就已不安定的鈾235 ,利用它衰變 產生之中子,撞擊安定的鈾238 而產生核分裂反應,並且釋放出 大量能量,此能量可以使液態水變成水蒸氣。一般來說,原子爐 產生的水蒸氣溫度最好控制在攝氏300度左右,太高的溫度會使 水蒸氣壓力過大,而造成反應爐爆炸。因此如果有可循環的冷卻 水來冷卻反應爐及水蒸氣,就像汽車的水箱冷卻水一樣,可以冷卻引擎 並防止引擎過熱的話,那就更安全了。當然了,冷卻水只有 一定的冷卻能力,因此為了防 止原子核分裂反應在瞬間突然的過度,可以加裝原子分核裂反應 減速的設備,如此可以調節並維持穩定的原子分裂反應速率。通常 可使用輕水,重水,或石墨作為減速棒的材料。同時為了安全 起見,這個反應爐在水蒸氣的溫度過高時,必須能隨時停止 反應,因此需要裝設一個反應控制棒 (control rods) ,如此可以 在必要時,大量吸收中子,讓原子反應爐不再進行原子核分裂 反應。控制棒通常使用碳化硼,或金屬銀等作為材料。

輻射廢料

一個核能燃料棒通常可用兩年,在這段時間內燃料棒會經常釋放出放射性 元素,因此防護設施必須要有。燃料棒約兩年後可廢棄,此時稱作 高輻射性的廢料。而員工平常因為操作接觸放射性物質後,所產生 之例如手套衣服等一般性廢棄物,則稱為低輻射性廢料。這些長期 累積下來的放射性廢棄物質所帶來之危害,仍然足以威脅到我們的 生命。因此防護與處理核能廢料就顯得非常重要了。鈾核分裂時會 產生碘131,銫137,鍶90與鍶89 等放射性元素進入空氣或水中,而 循環用水容易變成氚而成廢水排入環境。其中碘131 對甲狀腺細胞 的破壞力大,有導致癌症發生,其他放射性物質的危險性則 在於半衰期過長,例如銫137 的半衰期是30年,鍶90是28 年,它們如果長期污染水質或空氣,一但進入人體,則容易造成 癌症而導致死亡。即使不進入人體,在自然環境中進入植物體內,還是 會因為生物鏈而進入我們的體內。這個例子以核子試爆廠附近的小麥或 稻米田的污染為最明顯的例子,人會因為吃食物而受到輻射傷害,正如 長期住在輻射屋內一樣。尤其是核廢料,一般人認為核廢料放射性已 減少,應該是安全的,事實上長期累積下來還是很可怕的,尤其是對 人的骨頭,肝臟,或腎臟有高親和力的放射性物質,往往因長期累積 會造成癌症。

輻射廢料的儲存

為了防止輻射廢料污染,世界各國都視為頭痛問題。由於放射性 物質會進入空氣或進入水源,再轉入人體,因此選擇儲存地點必需 慎重,否則危害很大。美國因為國土廣大,可以儲存在人口稀少的 州內之地下,以求安全。至於國土不大的國家,就得慎重選擇了。儲 存輻射廢料時,除了密封容器容器外,必須有防水設施,以免地下水 受到污染。同時六英尺以上之厚混凝土壁防止放射線穿過也是 必要的。因此大量的金錢花在保護措施與廢料的安全處理上是有必 要的。

http://energy.ie.ntnu.edu.tw/8.0.2.php

能源教育資訊

http://emis.erl.itri.org.tw/news/train/upt.asp?p0=227能源資訊網

http://www.itri.org.tw/chi/rnd/focused_rnd/sustainable_dev/sustainable_dev.jsp工業技術研究院

http://www.nknu.edu.tw/~chem/高師大化學系

http://www.edu.tw/EDU_WEB/EDU_MGT/BICER/EDU7954001/ca/ca7-31.html教育部

http://content.edu.tw/new/subject_select1.htm學習加油站

http://doit.moea.gov.tw/news/newscontent.asp?ListID=0258&TypeID=4&CountID=116&IdxID=37&top_cid=經濟部

http://www.environet.org.tw/04envr03-0205.asp?offset=150經濟部工業局

http://pei.cjjh.tc.edu.tw/nature/nature.htm理化教室

http://www.aci.com.tw/product/prodDetail.asp?uid=102中央塗料

http://home.kimo.com.tw/chemweb100/lab_ane.html碗類分子模型http://www.ktjhs.tp.edu.tw/effect/%B0%EA%A4%A4%B2z%A4%C6/%B2%C410%B3%B9%20%20%20%20%B1`%A8%A3%AA%BA%A6%B3%BE%F7%A4%C6%A6X%AA%AB.ppt#7

常見塑膠的性質和用途

http://chemedu.pu.edu.tw/organic/polymer-2.htm

 

http://www.dwjh.ttct.edu.tw/%E7%A7%91%E5%AD%B8%E5%9C%92%E9%81%8A%E6%9C%83/new_page_8.htm

http://pckchem.ncue.edu.tw/laboratory/chemdemo/中學理化示範實驗.htm#溶液和溶解度示範實驗

簡易乾餾http://www.tkgsh.tn.edu.tw/%B1%D0%BE%C7%B8%EA%B7%BD/%B2z%A4%C6%AC%EC/html/dry_lu.htm

有機化合物分子模型

有機化學

自然與科技領域Flash教材

汽油與辛烷值

阿斯匹靈

耐綸的合成

高級中學基礎化學輔助教材

清潔劑

實驗七   油脂

製造肥皂

廠商列表

天然氣:

天然氣俗稱天然瓦斯,其英文縮寫為 LNG (liquified natural gas),由瓦斯公司敷設管線供應用戶使用, 故又稱之為導管瓦斯或自來瓦斯。

天然氣係古生物遺骸長期沉積地下,經慢慢轉化及變質裂解而產生之氣態碳氫化合物,具可燃性,多在礦區開採原油時伴隨而出。天然氣俗稱天然瓦斯,由瓦斯公司敷設管線供應用戶使用,故又稱為導管瓦斯或自來瓦斯。

天然氣蘊藏在地下約3000 ~ 4000公尺之多孔隙岩層中,主要成分為甲烷,比重0.65,比空氣輕,具有無色、無味、無毒之特性,天然氣公司皆遵照政府規定添加臭劑,以資用戶嗅辨。依其蘊藏狀態,又分為構造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構造性天然氣又可分為伴隨原油出產的溼性天然氣、與不含液體成份的乾性天然氣。

天然氣主要有以下幾個用途:

(1) 天然氣發電,具有緩解能源緊缺、降低燃煤發電比例,減少環境污染的有效途徑,且從經濟效益看,天然氣發電的單位裝機容量所需投資少,建設工期短,上網電價較低,具有較強的競爭力。

(2) 天然氣化工工業,天然氣是制造氮肥的最佳原料,具有投資少、成本低、污染少等特點。天然氣占氮肥生產原料的比重,世界平均為80%左右。

(3) 城市燃氣事業,特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環保意識的增強,大部分城市對天然氣的需求明顯增加。天然氣作為民用燃料的經濟效益也大於工業燃料。

(4) 壓縮天然氣汽車,以天然氣代替汽車用油,具有價格低、污染少、安全等優點。1980年代環保意識抬頭,世界需求乾淨能源的呼聲高漲,各國政府也透過立法程序來傳達這種趨勢,天然氣曾被視為最乾淨的能源之一,再加上1990年中東的波灣危機,加深美國及主要石油消耗國家研發替代能源的決心,因此,在還未發明真正的替代能源前,較乾淨的天然氣需求量自然會增加,不過,因技術及使用習慣的影響,在本世紀前天然氣尚難成為重要的能源。

桶裝瓦斯:

液化天然氣,英文縮寫為 LPG (liquified petroleum gas),係為使天然氣便於運輸,將天然氣田生產之天然氣,先經淨化處理,再經一連串超低溫(-162℃)予以液化,俾利用天然氣船由產地輸送至各地。天然氣經液化之後,體積縮小為原來的1/625,既便於儲存與運輸,又可利用海水很簡單地將之氣化,是極為方便,高效率的燃料,更被公認是地球上最乾淨的能源之一。

「瓦斯」是一般民眾對氣體燃料的通稱,事實上,目前台灣地區供作家庭使用之氣體燃料係分為液化石油氣與天然氣二大類 。

液化石油氣係由原油煉製或天然氣處理過程中所析出的丙烷與丁烷混合而成,在常溫常壓下為氣體,經加壓或冷卻即可液化,通常是加壓裝入鋼瓶中供用戶使用,故又稱之為液化瓦斯或桶裝瓦斯。

天然氣與液化石油氣一樣,皆具無色、無味、無毒、易燃、易爆之特性,同樣基於安全考量,瓦斯公司供應之天然氣皆遵照政府之法令規定,添加臭味劑,以防止天然氣意外洩漏而造成危險

價格影響因素

開採技術及使用習慣的改變:天然氣的方便及乾淨、低汙染,廣受住宅區的使用,但,因產量不足導致無法廣泛使用於工業用途,因此,開採技術的進步將有助於增進產量,使天然氣替代使用範圍更廣,進而使價格趨穩。

全球經濟狀況及工業發展需求情形:經濟活動熱絡將增加天然氣的需求,進而帶動天然氣價格上漲。

氣候因素,主要消費國家的氣候狀況,特別是緯度較高的國家,如北歐、北美地區,冬季氣溫過低,所需取暖用的天然氣將增加,間接地天然氣價格將上揚。

LNG 與 LPG 的比較

項目 LNG(液化天然氣) LPG(液化石油氣)
製程 天然氣經低溫冷凍製成 原油煉製產品之一
主要成分 甲烷 丙烷(C3)及丁烷(C4)混合
溫度 -160°C 丙烷(C3):-42°C 丁烷(C4):-4°C
比重 450 kg/m3 579kg/m3
著火點溫度 595°C 470°C
安全性 較高 較低
一般計量/價單位 熱值 公噸數
輸、儲設備 要求條件、投資金額較高 要求條件、投資金額較低
使用便利性 一般以管線供應用戶,較便利 一般以桶裝供應用戶,較不便利


 
 


 

參考資料
http://futures.polaris.com.tw/product/us_06_02.htm

歡迎光臨普化虛擬實驗教室

顯示模型的方法

科學家小傳

台南縣科學教育中心

教育部六大學習網-科學教育學習網

你這ㄍ問題之前有人問過嚕!!!!!

其實喝舒跑只是醫師對一般病患的簡單建議 "多補充電解質" 絕大多數感冒的原因都是病毒感染 可能發生的症狀有發燒 頭痛 腹瀉 喉嚨痛 等 急性期補充電解質飲料 可以提供病患下列好處
身體內循環體液增加 相對上單位時間內尿量增加 有益排出因身體發燒產生的熱
補充電解質飲料可增加血管通透性
當腹瀉時補充電解質飲料 可避免因腹瀉形成電解質不平衡 且大量流體可幫助消化道內微生物排除


請記得 感冒一般醫學上稱作上呼吸道感染 絕大多數是病毒引起 只能症狀治療 除非你的痰或鼻涕帶顏色 才可能是細菌性感染

個人比較不喜歡舒跑 因為糖分較高 若真正要補充電解質 坊間藥局有真正的電解質補充液 只是單價較高 但請記得 即使要喝一般運動飲料 還是要稀釋 不然電解質還是會過多
____________________________________________________________
補充電解質...............
電解質液和運動飲料有何不同?
腹瀉喝舒跑,為何越喝越拉?
因為舒跑是運動飲料不是電解質液?

改善腹瀉嘔吐脫水,口服電解質液效果好

口服電解質液的成份如鈉45鉀15、葡萄糖2.5的配方,很容易被腸胃吸收,可以迅速補充電解質和水份,改善輕度到中度脫水症狀。但對於嘔吐太劇烈、腹瀉十分厲害,或脫水情況嚴重可能會血壓下降休克時,不適合用口服方式,必須以打點滴來補充。

近年來,口服電解質液已廣泛的使用於寶寶腹瀉的治療,可以適時的補充脫水,減少住院打點滴的機會,和打完點滴之後,水份及電解質的維持和補充:缺點的力面,當然就是較貴不好買,和有些口味挑剔的寶寶不愛喝。想想,如果把運動飲料的香味減少點、鹹味加一倍和甜味減少一半,就是口服電解質液的味道。

嬰幼兒使用的口服電解質液(如愛兒露、益兒壯),是鈉含量比較低的一般維持溶液,各種原因的腹瀉,只要腸道吸收鈉離子和葡萄糖的機轉末破壤,都能有效的補充水份和電解質、嬰幼兒的腹瀉,在急性期水瀉禁食的時候,常常會哭鬧不安,可使用口服電解質液做為牛奶的替代品,脫水嚴重,點滴補充超過百分之五以上的脫水,及早打點滴補充適當的水份和電解質,可減少腎臟的受損。尤其足對於太劇烈的嘔吐、十分厲害的腹瀉、或是脫水的悄況嚴重可能會血壓下降休克時,就不適合再用口服的方式來補充,必須馬上就醫打點滴,補充水份和電解質。


運動飲料流汗厲害可適時飲用,但不適合腹瀉厲害的治療

夏天流汗厲苦,運動飲料(如:舒跑)的鹽份比例約與汗液相近,故能迅速補充流汗所失去鹽份和水份。但是運動飲料只含有較口服電解質液一半濃度的電解質含量,糖質滲透壓還是比較高,所以替代性有時在大小孩輕微腹瀉時可略稀釋後飲用。


運動飲料的優點是容易購買,味道比較容易被生病的小朋友接受,缺點如寶寶腹瀉厲害必須禁食時,能提供的電解質的量不足(稀釋以後會更加的不足),和所含部份蔗糖的配方不如的萄萄糖容易利用,滲透壓也偏高,可能會腹瀉更厲害。如果只是要補充水份和一部份電解質的時候,運動飲料倒是比白開水和果汁來的好。

碳酸飲料(汽水)在嬰兒腹瀉時,不能食用,除了電解質明顯偏低,糖質太高而且滲透壓也高,因此也不適合嬰兒飲用。大人的感冒偏方,如七喜汽水加鹽或沙士加鹽,對於感冒流汗補充水份和鹽份尚可,但是有腹瀉的時候,糖份濃度過高的蔗糖配方,滲透壓太高,反而使得腹瀉更厲害。
 

參考資料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005010703381 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1004112500291

人們常認為“水中毒”只在意外溺水事件中出現,其實在日常生活中也時有發生,只是程度較輕,未引起重視而已。特別是夏季旅途中,人們往往玩得忘乎所以、汗流浹背,體內鈉鹽等電解質流失的概率很高。如果此時大量飲用淡水而未補足鹽分,水分經胃腸吸收後,又隨著汗液排出體外,使鹽分流失的情況更加嚴重。當血液中的鹽分減少到一定程度後,人們就會出現頭暈眼花、嘔吐乏力和手臂、腿部肌肉疼痛等輕度“水中毒”的常見症狀。

  專家提醒,人們在夏季旅遊出行時要避免出現“水中毒”,必須掌握好喝水的技巧。 http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/travel/2003-08/04/content_1009008.htm

真嚇人!連喝水都會中毒!其實別擔心,因為大多數低血鈉的病例是由其他的病因所造成,水中毒只是其中的一種。運動時補充水分固然重要,但如果運動時間超過兩小時,要補充的就不只水分而已,還要補充電解質才能恢復身體所需。市售的運動飲料即可達到這個目的,若討厭運動飲料的高熱量,也可在自己的飲水中加點鹽作預防。http://www.kmuh.org.tw/www/kmcj/data/9308/14.htm

醫學專家認為,“喝水減肥”的做法是站不住腳的。喝水把胃撐大,理論上可以暫時產生飽足感,但饑餓感的產生並非僅僅來自胃部,血糖濃度的高低以及視覺和嗅覺也可以刺激食欲。因此,喝水應有限制,而非多喝多健康,長期每天大量喝水,容易導致“水中毒”。
  
  “水中毒”是指長期喝過量的水或短時間內大量喝水,身體必須借著尿液將多餘的水分排出,排出的水分中含有重要的電解質,倘若持續時間太久,體內以鈉為主的電解質就會受到稀釋。初期會出現虛弱無力、心跳加快、黏膜乾燥、皮膚失去彈性等症狀,嚴重時甚至會出現痙攣、意識障礙和昏迷。http://big5.china.com/gate/big5/health.china.com/zh_cn/bonny_hairdressing/feed/10000994/20050323/12187572.html


 

參考資料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1105042406097

 

人們常認為“水中毒”只在意外溺水事件中出現,其實在日常生活中也時有發生,只是程度較輕,未引起重視而已。特別是夏季旅途中,人們往往玩得忘乎所以、汗流浹背,體內鈉鹽等電解質流失的概率很高。如果此時大量飲用淡水而未補足鹽分,水分經胃腸吸收後,又隨著汗液排出體外,使鹽分流失的情況更加嚴重。當血液中的鹽分減少到一定程度後,人們就會出現頭暈眼花、嘔吐乏力和手臂、腿部肌肉疼痛等輕度“水中毒”的常見症狀。

專家提醒,人們在夏季旅遊出行時要避免出現“水中毒”,必須掌握好喝水的技巧。 http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/travel/2003-08/04/content_1009008.htm

真嚇人!連喝水都會中毒!其實別擔心,因為大多數低血鈉的病例是由其他的病因所造成,水中毒只是其中的一種。運動時補充水分固然重要,但如果運動時間超過兩小時,要補充的就不只水分而已,還要補充電解質才能恢復身體所需。市售的運動飲料即可達到這個目的,若討厭運動飲料的高熱量,也可在自己的飲水中加點鹽作預防。http://www.kmuh.org.tw/www/kmcj/data/9308/14.htm

醫學專家認為,“喝水減肥”的做法是站不住腳的。喝水把胃撐大,理論上可以暫時產生飽足感,但饑餓感的產生並非僅僅來自胃部,血糖濃度的高低以及視覺和嗅覺也可以刺激食欲。因此,喝水應有限制,而非多喝多健康,長期每天大量喝水,容易導致“水中毒”。
  
“水中毒”是指長期喝過量的水或短時間內大量喝水,身體必須借著尿液將多餘的水分排出,排出的水分中含有重要的電解質,倘若持續時間太久,體內以鈉為主的電解質就會受到稀釋。初期會出現虛弱無力、心跳加快、黏膜乾燥、皮膚失去彈性等症狀,嚴重時甚至會出現痙攣、意識障礙和昏迷。
 

水是身體細胞的構成物質,不僅充滿身體整個組織細胞間,
是身體內主要的流體,以維持體液的正常濃度;同時食物的消化
、吸收、營養素之運送及利用的每一個過程,都需要水的參與;
而經消化、吸收、代謝後所剩餘的食物殘渣、代謝廢物,也需要
水的幫助,才能順利排出體外。此外,水份尚有的其他功能,如
潤滑關節,避免骨頭與骨頭之間發生摩擦、提供黏液分泌基質,
潤滑腸胃道、呼吸系統、泌尿道以及平衡體溫等。由此可見水對
人體健康的重要性。如果身體失去體重百分之十五至二十的水量
,就會停止生理機能,甚至死亡。
  在夏日,很多人習慣將運動飲料當作補充水份的來源,事實
上,運動流汗時,人體雖會排出大量電解質,但賢臟會自動調節
,使尿液中電解質排出減少,以維持身體的恆定。運動飲料雖可
以補充運動流汗所損失的電解質,但是由於其中含有糖份,會妨
害液體由胃部流向小腸,因此就補充水份而言,運動飲料反而不
利水份的吸收,除非是從事激烈運動的選手,如馬拉松長跑或是
嚴重腹瀉者,一般人並不需要額外補充電解質。尤其是對腎功能
不好、有高血壓、心臟病的人,因運動飲料中所含的鈉,可能會
因攝取過多,而造成浮腫或因鉀太多排泄不掉,而使血壓升高。
總之,白開水喝起來健康也沒熱量負擔,所以,喝白開水最好。
  多喝水,多喝水,但到底要喝多少水才是準標。其實沒有嚴
格的標準,只是有一些說法可參考,如看看自己的尿液像白開水
一樣清清的,量多且快意順暢,這樣的量就表示喝得夠,而顏色
深就應該多喝水;不過特別提醒大家,有時清清如水的尿液,並
非是喝足水,而可能是腎功能衰竭,根本無法排出體內廢物,所
以最好請教醫師,瞭解自己的腎臟是否健康。同時,如果有運動
,也要增加飲水量。下列計算法可供參考:
  喝水量=「排尿量」加「無感覺的水份喪失量」
  一、排尿量:一般人每分鐘一CC,故每日廿四小時正常排
        尿量為一四○○㏄。
  二、無感覺的水份喪失量是以每公斤一○CC來計算,例如
    七十公斤的人,無感覺的水份喪失量為七○○CC。因
    此七十公斤的正常人,每日喝水量至少應為二三○○C
    C。至於有結石、痛風、心臟衰竭、腎衰竭、肝硬化、
    腹水或尿毒症患者,喝水量需經醫師指示調整。
  喝水對於老年人尤其是一件重要的事,由於老年人體內水份
明顯減少且老人知覺較為遲鈍,少有口渴感覺,常無法適切反應
身體內缺水的情形,當體內水份不足、攝入水份太少,致腦血流
量降低,使高血壓症狀加劇,腦含氧及血糖量低、腦脊髓液太黏
稠,影響神經傳導速度,及大腦活動敏銳與靈敏性,人容易呆滯
,都會與老年痴呆症有關,故水份的攝取必須注意,水份有助於
體內食物的消化吸收及營養的輸送,且可稀釋體內廢物,如尿酸
,以利腎臟排泄,並可防止便秘。為免夜間如廁影響睡眠,可在
白天多喝水。

參考資料
http://www.gjsh.tpc.edu.tw/magazine/mg9103/08.htm


 

在人體內,約有70% 的重量都是由「水」所構成的,人體內有很多的電解質、營養素、離子或其他化合物等,都必須在有水的環境下(水溶液)才能夠產生效用、行化學反應或被運輸到身體各個不同的部位去;然而水份會隨著流汗、尿液排放或在呼吸時以水蒸氣的形式離開人體,所以要隨時喝水補充,體內的水份如果不足就會產生「脫水」的現象。

1.人為什麼要喝水?

在人體內,約有70% 的重量都是由「水」所構成的,人體內有很多的電解質、營養素、離子或其他化合物等,都必須在有水的環境下(水溶液)才能夠產生效用、行化學反應或被運輸到身體各個不同的部位去;然而水份會隨著流汗、尿液排放或在呼吸時以水蒸氣的形式離開人體,所以要隨時喝水補充,體內的水份如果不足就會產生「脫水」的現象。

2.人為什麼會流汗?

人的皮膚中有許多細細的管子 —汗腺,汗腺在表皮上會有一個個的出口,汗液在必要的時候就可以從這些出口排放到體外。流汗最大的功能在於調節體溫,因為當汗液中的水份從體表以水蒸氣的形式蒸發到空氣中時,會吸收人體的熱能,使我們的體溫能保持在大約37℃左右;比如說,在夏天中暑的時候,汗流不出來,體溫就會逐漸升高而有發燒的現象。
除此之外,人體部份的水溶性廢物也會隨著汗液排放出來,因此流汗也有排泄的功能。

 

參考資料
http://www.bud.org.tw/answer/0108/010808.htm

(1)白開水最好


一天一公升半,分開喝才好

季節變換時期最是感冒等流行病發作的旺季,愛惜身體健康,平日應多喝水,但是喝水有一定的原則,並不是隨心所欲想喝就喝,過去也曾在國外發生過一個媽媽每天給孩子喝過量的水致死的案例,所以喝水也是有學問的最好是配合自己的日常作息、生活型態、及身體狀況等多方面調合,一公升半的水平均分散在一天之中飲用。

坐辦公桌的人少喝一點

醫學研究指,每人每天至少要消耗二公升半的水份,而每天我們吃下的食物中已經含有大量的水份,像蔬菜90%是水份,水果中80%是水份,肉類和魚也含有70%的水份,扣除這些一天喝一公升半的水就足夠了。像上班族整天待在辦公桌前很少運動的人,最好就是養成每次坐下前喝少量水的習慣,不要一下子喝太多,因為水分會滯留在體內,反而不利新陳代謝。而運動量大的人當然就要相對增加飲用水了。


為了解渴而喝下加工飲料那就錯了,因為純淨白開水才是最容易解渴的,而且進入人體後可立即發揮新陳代謝功能,調節體溫、輸送養分及清潔身體內部,但是這些都不是加工飲料能夠做到的,加工飲料應為添加了其他的物質,有些反而會造成身體的負擔,所以一般又有人稱它作「垃圾飲料」顧名思意當然就是多喝無益、少喝為妙。


(2)喝水的時機


早晨喝水有助排泄,預防便秘

人每天都會喝水,可是喝來喝去也不知道喝水到底好在哪裡,只知道口渴了就要喝水嘛!哪有什麼學問呢?嗯!這你可就不知道了吧!其實妙用可多了呢! 問:一天之中什麼時侯是喝水最好的時機? 你可能要說:廢話!當然是口渴的時侯呀!

錯啦!專家說:「千萬不要等到口渴才喝水,因為口渴的時侯多半身體已經開始有脫水現象」那又怎樣?小心撐死呀!每天應該隨時都喝水而且要小口喝開水,並且保持一定的活動量,這才是最佳養生秘方,專家還說早晨起後是喝水最佳時間,因為空腹喝一大杯水然後向右躺10分鐘,有助於清潔肝和膽,若小口喝完半公升水,靜靜坐下或躺下片刻,可促進排泄功能另外還有一些功能往下看就知道。


喝對了時間,能減肥、戒煙


減肥:飯前20分鐘喝二大杯水,能使胃有飽脹感,自然可降低食慾,這可是免錢的減肥法哦!最少可省去一大筆買減肥藥的開銷,還可少吃一堆垃圾食物,避免積食。


戒煙:菸癮一發,可上火了,喝一大杯水消消火就能抑制菸癮,據說效果可達九成以上,如果你是個「癮君子」一定知道,菸癮發作的時侯通常會有口渴的情形,下次別拿煙,喝水就對了。

參考資料
http://www.wintex.twmail.net/temp/maillist/072.htm

水在人體內起著多種作用。首先是幫助食物消化和營養吸收。水是最好的反應介質,人吃了食物以後,必需經過一系列的消化器官靠消化液(唾液、胃液、胰液、腸液)作用才能消化,而這些消化液95%是水。通過各種消化酶催化作用把食物中的澱粉和蛋白質等大分子水解成較小分子,使營養素被胃腸所吸收。如果沒有水,食物就不能被消化,營養成分也就不能被吸收。
水還擔負著輸送營養素和排泄廢物的任務。水是最好的溶劑和流體,人體吸收營養素通常要進入血液,由血液把它輸送到各個需要的部位,再進入其他的組織和細胞中,而人體的血液含水量為90%。是體內各組織和器官內氧化、分解形成的代謝廢物,也要由血液運送到排泄器官,通過大小便、和出汗和呼吸蒸發排除體外。所以當生病或發燒時,總要多喝些開水,以補充體液、沖談細菌產生的毒素,增加尿量,加速細菌毒素的排泄。

參考資料
http://club.health.sohu.com/read-heathnews-58099-0-4.html

可先參考以下網址
http://content.edu.tw/senior/chemistry/tp_sc/experiment/03/01a.htm

簡單的說就是水溶液呈現中性
而且又可以導電,即為中性電解質
最好的例子就是NaCl(鹽)

希望您滿意^_^
 

參考資料
http://content.edu.tw/senior/chemistry/tp_sc/experiment/03/01a.htm

就像是由離子構成的離子化合物啊,或是分子構成被水包圍水解的水合分子化合物,在水中解離出來的帶電粒子。有酸中鹼性子之分。一般水中都會有離子。即使是純水都會有極少量水分子解離成氫離子跟氫氧根離子。離子的分子量有大小之分,也有硫酸根離子跟氯離子之分,顏色也有很多種顏色。
含有離子的水溶液或是熔融液體的電解液池,在兩端電極通入電流,在正負電流電解後,可以電解成氣體、液體、固體元素或是純物質或是化合物,也有發電 (像是電池) 和電鍍的現象,工業就是這樣製造東西的喔。
人體裡面也有離子,在人體中的水當作溶液,產生解離後,由血液傳輸到身體各部分維持滲透壓。
也有不能電解的化合物,像是氧化鐵和氫氧化鋁,並非所有東西都可以電解。
(1)提高溫度會使反應速率變快
但是在可逆反應中,是使正反應的速率變快或是逆反應速率變快?

提高溫度正逆反應速率都會變快
但是在吸熱反應中正方向反應速率加快的比逆反應速率快
 而在放熱反應中逆反向反應速率加快的比正反應速率快


(2)定溫、密閉下,飽和糖水中加入糖,使之成溶解平衡,則加溫會使平衡產生什麼變化?正逆反應速率有何變化?

糖溶於水為吸熱反應
加熱 K值(反應常數)變大 反應向溶解方向移動 可以溶解更多糖
因為為吸熱反應 所以正逆反應速率雖然都升高 但正反應速率變化幅度最大
氯化亞鈷化學反應的反應式如下:
[Co(H2O)6]Cl2 (粉紅色) + heat ←(可逆反應)→[CoCl2(H2O)2] (藍色)+4H2O(g)
當氯化亞鈷遇水時,會發生水合作用,此水合作用即為化學反應。

1. 含水的氯化亞鈷呈粉紅色,受熱後因水分被蒸發而組成改變,使無水的氯化亞鈷呈藍色。此反應屬於化學變化。

2. 無水的氯化亞鈷試紙遇到水,由藍色轉呈粉紅色,故可以用來檢驗水的存
在。
 

氯化亞鈷本來就會對水產生反應..

1.      含水的氯化亞鈷粉紅色,受熱後因水分被蒸發而組成改變,使無水的氯化亞鈷色。此反應屬於化學變化。

    2.   無水氯化亞鈷試紙遇到,由色轉呈粉紅色,故可以用來檢驗的存
          在。

參考資料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005011203961

測二氧化碳的石蕊試紙
粉紅色
因為呼出去的空氣都是二氧化碳
吸進來的空氣都是氧氣
補充:
二氧化碳的簡寫:CO2
氧氣:O2
以免在考試時用到貨不會寫

那裡面應該是一種飽和溶液

透過鐵片的觸發,誘使飽和溶液產生結晶
而那一種化學飽和溶液,在結晶時,又是屬於放熱反應
所以就會讓我們版決熱囉

當他不熱時,我們就放在水裡加熱
讓這些結晶吸熱而溶解,所以就是可逆反應囉 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005011803550
電池

鉛電池

鉛電池的放電與充電乃為一可逆反應,放電時,化學能轉變為電能,充電時,電能轉變成化學能。而鉛電池所用到的硫酸的密度約為1.24公克/立方公分;此為一大約數字,因為鉛電池所用到的硫酸比重並無絕對規格,自1.24至1.3都有。不同比重選定的依據是:

放電反應必要的硫酸量
避免腐蝕隔離板
電池的容積
重量的限制
使用場所的溫度
錳乾電池

常見的乾電池為錳乾電池,正極反應中獲得電子的是MnO2,不是碳。石墨粉是用來減少電阻,氯化氨是主要的電解液。另外加入若干量的氯化鋅,雖然與電池放電反應無直接關係,但是能防止鋅殼的腐蝕。

水銀電池

水銀電池正極為氧化汞與石墨粉的混合物,負極為汞齊化的鋅粉,電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。放電時其化學反應如下:

正極反應:HgO+H2O+2e-→Hg+2OH-

正極反應:Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-

全反應:Zn+HgO→ZnO+Hg

放電時的電壓為1.35伏特,極為安定,而且經常時間貯藏,其電壓幾乎不變。

其他各種起電裝置

化學電池
化學電池提供的電動是取決於不同的兩極,兩極間的電解液一方面傳遞電荷,一方面在參與化學變化終將化學能轉換成電位能,伏打電池Zn(鋅)板供出電子,電子經外導線進入銅(Cu)極,電池內部電解液中若含約1莫耳濃度的Zn2+、Cu2+離子,則電動勢約為1.10伏特,整個電極提供的電動勢,和當時的金屬游離能和電解液裡金屬離子濃度等都有關係。
取鋅銅片各五片,用浸以食鹽水的衛生紙夾於鋅、銅兩片之間,將「鋅、紙、銅」視作一小電池串聯起來(鋅紙銅、鋅紙銅…鋅紙銅疊成一疊)。用微伏特計(mV)度量鋅銅兩極間的電壓,可見指針偏轉。

熱電偶提供的微小電壓
兩種不同金屬,例如Cu及Cs焊接在一起,Cs的電子要脫離物質表面的束縛所需的能稱為「功函數」(work function),其值約為1.8eV,而銅約為4.45eV,故在接觸點高溫處,Cs放出電子比Cu容易,提供一電子流由Cs到Cu。在此情形下,在另一端的Cu為正極,Cs為負極,用微伏特計可以測出其電壓。

熱梯度產生的電壓
同一金屬,一端加熱,則加熱一端的電子向低溫處擴散,低溫端與高溫端成一微小電壓。(可自製)

太陽電池
矽製太陽電池最高效率可將太陽能的12%∼14%轉換成電位壓,主要是在矽晶體滲入硼(叫P-type半導體)及磷(成N-type半導體),使一但遭受日光照射時,電子及電洞脫離束縛,擴散作用形成正負極而提供電壓。

銀電池
銀電池的正極材料可採用Ag2O或AgO,負極的材料用汞齊化的鋅粉,電解液為31∼35%KOH溶液。放電時其化學反應如下:

正極反應:Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-

正極反應:Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-

全反應:Zn+Ag2O→ZnO+2Ag

其電壓為1.83伏特。

鹼性電池
鹼性電池與乾電池均使用Zn及MnO2作為其產生電能的反應物,主要不同的地方世介於這兩反應物間之電解質,在鹼性電池中為氫氧化鉀與高分子膠形成之鹼性的膠體物質,而乾電池則是NH4Cl.ZnCl2.H2O之酸性膠狀電解質,因此二者的半反應亦不同,在乾電池中為:

Zn→Zn2++2e-

2MnO2+2NH4++2e-→Mn2O3+2NH3+H2O

鹼性電池中則為:

Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-

2MnO2+2H2O+2e-→2MnO(OH)3+2OH-

由於鹼性電池中在鋅極上消耗的OH-可以由MnO2電極中生成的OH-補充。因此一般而言,有較多的好處,如電壓可以在放電時仍保持1.5V,而且電池單位體積中的儲存能量較高,同時也可以保持較久。

一般電池中均含有重金屬或毒性較的物質,例如鉛酸電池含鉛,鎳鎘電池含鎘,還有鋅汞電池含汞。這些電池在使用上,均嚴格要求密封包裝,避免有毒物質外洩,然而運送或使用過程中的碰撞,或長時間的腐蝕等,均可能造成這些毒性物質外洩污染環境,因此有發展不含重金屬或有毒物質電池的構想。例如燃料電池用氫氣及氧氣做燃料或鋁氧電池,但真正完全沒有環境污染之電池距實用階段均還有距離。

生物體內的電池
電鰻是怎樣利用電來攻擊其他的動物呢?一條強壯的電鰻可以產生600伏特的電壓,電流可高達1安培。電鰻總是在海裡放電嗎?它自己也在海水裡,為什麼它自己不會遭到電擊?
海裡有些動物具有判定方向的能力,人們才猜測到有幾種動物有感受微弱電場的能力。這些電場可能是因為海流穿過地球磁場所產生的。首先要證明運動的水能產生電場,其次是要解釋動物如何感受這樣微弱的電場。

答:電鰻體內有一些細胞就像小型的疊層電池,當它被神經信號所激勵時,能禿然使離子流通過它的細胞膜。電鰻體內從頭到尾都有這樣的細胞,就像許多疊在一起的疊層電池。當產生電流時,所有這些電池(每個電池電壓約15伏)都串聯起來,這樣在電鰻的頭和尾之間就產生了很高的電壓。許多這樣的電池組又並聯起來,這樣就能在體外產生足夠大的電流。用這些電流足以將它的獵物或天敵擊暈或擊斃。有一種電鯆擁有每個約1000塊的疊層電池,並將2000個這樣的電池並聯在一起。如果將所有這些電池都串聯起來,不但會使魚變得太長而且電流將變得太大,以致會使這些電池損壞。採取並聯的連接方式,可使各電池的電流減小,而總的電流卻不變。淡水裡的電魚需要更多的電池串聯在一起,因為淡水的電阻較大,產生同樣的電流需要更高的的電壓。
 

【1】粉末法:

由於指紋內水分有吸附粉末而使指紋顯現的功能。其方法就是以軟毛刷或噴霧器將各種不同顏色的粉末〈常見的黝黑鐵粉、紅粉、灰鋁粉……〉灑置在有指紋的非吸水性物體上,在用軟毛刷輕輕掃刷而使指紋顯現,然後可用照相或透明膠帶保存起來,還有凡是淡色物體儘量使用濃色粉末,濃色物體則儘量使用淡色粉末,以增加〝相的比對〞效果,增強清晰度。
 

【2】氣燻法:

〈a〉煙燻法:以煤油燈油煙燻黑有指紋之表面,即可顯現;

〈b〉碘燻法:碘是一種會昇華的物質,它會由固體直接氣化成氣體的碘分子吸附在指紋內之有機物上〈I2+油脂→I2 油脂〉,它適合在密閉容器內進行且以紙張效果最佳,有時為了節省時間常有加熱系統,然後也是以照相保存最佳,不過也可利用化學試劑〈先將0.1g I2溶於2mlC2H5OH再加入98mlC2Cl3F3然後混合0.2g7,8-benzoflavone溶於2mlCH2Cl2〉噴灑其上使之固定再用膠帶密貼。
 

【3】硝酸銀法:

成分中的Cl-會和硝酸銀試劑〈1%〉中的Ag+生成AgCl〈Cl-+AgNO3→NO3- + AgCl〉,在陽光下受到紫外線的照射,逐漸形成黑褐色的AgCl而使指紋顯現,仍以照相保存為佳。

 

二•指紋的特性
指紋由於具有以下幾個特性,故在刑事鑑識的領域中已成為個人鑑別的最主要工具:
 

【1】 不變性:人的指紋自母體懷胎100~120天左右即已完成,事實上由於人類皮膚的再生能力,指紋的損壞也有復原的機會,因此我們說自胎兒所形成的指紋到死亡時都不會改變。
 

【2】 唯一性:指紋紋線的特徵因人而異,和遺傳沒有絲毫關連,雖然沒有具體的科學統計來證明人類的指紋皆不相同,但從指紋被應用以來,似乎還沒有發現相同指紋的人,過去專家曾對雙胞胎、連體嬰做過指紋研究,也沒有發現,顯然的它比DNA的研究更具說服力ㄛ!
 

【3】 方便性:指紋的形成除水分外還含有各種化學性質,這些化學物質會經由汗孔在皮膚接觸的表面上留下痕跡,這也就是為什麼它常成為罪犯行兇最肯定且有力的證明。
 

【4】 保存易:指紋遺留時間的長短和當時環境很有關係:溫度、溼度、陽光照射情形……,不論如何指紋只要留在現場,短則數天,長則可達十年之久,都不會消失

◎ 現代指紋法【Henry System】:將指紋分為弧形紋、帳形紋、正箕紋、反箕紋、雙箕紋、螺旋紋、囊形紋、以及雜形紋等八類。
◎指紋的問題與困難:
a.天生富貴手的容易乾燥、脫皮,這對要取得好的影像,實是不可能,必須在醫學領域上加以改善了。
b.有的使用環境,很容易把手弄髒弄溼,或者是有的職業較容易使指紋破損,這就有待改進。

三、指紋的種類

★ 指紋的魔術
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1405111313947


1. 紅色指紋step─
a.將酚太溶液(0.1%)均勻塗在一張白紙上,等它乾燥,此時紙張仍呈白色。
b.取一小盒子洗乾淨,將吸水紙折疊成數層放在盒子中,滴入濃肥皂水溶液,直到吸水紙成略溼狀態。
c.以手輕按一下吸水紙,在預備好之白紙上輕按一下,就顯示出一紅色指紋。
2. 藍色指紋step─
a.白紙上塗上濃氯化鐵溶液,乾燥後,白紙仍呈白色。
b.將吸水紙折疊數層,滴入濃亞鐵氰化鉀溶液至略溼狀態。
c.以手先按一下吸水紙,在預備好之白紙上按一下,藍色明顯的指紋就出現了。
3. 碘檢驗法step─
a. 將固體碘顆粒放於一廣口瓶內,蓋上蓋子,則碘昇華為氣體。
b. 取一張紙用手指壓一下留下指紋,將採有指紋之紙放入瓶中蓋緊,約30秒後,有紫棕色明顯清晰之指紋顯現。

◎principle─酚太是一種酸鹼指示劑,遇酸不呈色,遇鹼則呈紅色,肥皂本身呈鹼性,因此遇酚太能呈現紅色。
◎principle─氯化鐵中的三價鐵離子與亞鐵氰化鉀中的鐵氰酸離子反應產生藍色之生成物:
K++Fe3++Fe(CN)64- → KFe﹝Fe(CN)6﹞
◎principle─利用碘和油脂反應生成紫棕色的錯化合物:
I2+油脂→I2 油脂
☆ 注意:此反應為可逆反應,若將紙取出放置一段時間,碘揮發逸去則指紋會隱去,如能再將紙放入碘蒸氣瓶中,則指紋將再度出現;碘蒸氣有毒性,所以實驗完畢,應即以鹼性溶液(如氫氧化鈉),將剩餘碘及指紋紙張處理掉。
★ 為什麼會顯現指紋:因為手指的指紋每條凸紋都布滿汗腺,汗腺分泌的汗液中含有鹽分、脂肪、蛋白質及尿素等物質,會凝結在接觸物的表面所以可稍運動後,使體溫升高一些,效果更好。
★ 指紋的用途:我們手上的指紋就如同車子輪胎的花紋一樣,都可以用來增加摩擦力,方便我們的手指拿起較細小的東西。我們用來夾起東西的攝子前端不是也有一些紋路嗎?
★指紋以輕觸表面者為佳,即較易取得,因指紋上的凸紋與凹紋有清楚區分;反之若是重壓,凸凹紋易重疊,主要是因採指紋,乃由凸紋上餘留的氨( 氨基酸,由汗水蒸發而來) 特性。
★有用三種粉末採集,黑色粉、白色粉和金粉,主要是作案的指紋所在之表面而定,例如黑色表面便用白色粉採集指紋,而金粉一般常用於送檢定或保存之用,據說因效果較好。


 

氯化亞鈷化學反應的反應式如下:
[Co(H2O)6]Cl2 (粉紅色) + heat ←(可逆反應)→[CoCl2(H2O)2] (藍色)+4H2O(g)
當氯化亞鈷遇水時,會發生水合作用,此水合作用即為化學反應。

可參考網站:http://pckchem.ncue.edu.tw/laboratory/chemdemo/85/8524038/%B5%BD%C5%DC%AA%BA%AA%E1.htm
 

參考資料
http://pckchem.ncue.edu.tw/laboratory/chemdemo/85/8524038/%B5%BD%C5%DC%AA%BA%AA%E1.htm

氨的製造是這樣的
氨的反應方程式是N2+3H2--->2NH3
目前製造氨的主要方式是哈柏法,也就是使用以鐵為主的觸媒在高壓低溫下進行上述反應。
在氨合成工業中,原料氣(N:H=3:1)中氨氣製造較易,是分餾液態空氣而得。而氫的製造主要是利用烴屬氣重組或局部氧化。烴屬氣重組是將不飽和碳氫化合物含量極低且不含硫之天然氣、煉油氣等與過熱水蒸氣用鎳觸媒在高溫高壓下重組為氫氣、一氧化碳及少量二氧化碳,在將一氧化碳與水轉化為氫氣與二氧化碳,接著除去二氧化碳及未轉化之一氧化碳即可得氫氣。此方法不需設空氣液化廠,僅需將部份天然氣及其他原料導入第二座重組爐中,並適當的調節第一及第二重組爐的反應,即可得氨之原料氣。烴屬氣局部氧化法是使烴屬氣與氧進行反應而製造原料氣,此反應不需觸媒。程序簡述如:經過離子交換樹脂後之純水,經預熱器在攝氏450~500度汽化後,與原油混合後加熱至攝氏400度,然後與氧氣同時分別由燃燒器噴入氣體發生爐內,在高溫高壓下局部氧化而產生約含48%氫氣、43%一氧化碳及少量二氧化碳、甲烷與硫化氫的混合氣體。此混合氣體(攝氏1500度)內含少量碳,在急冷室與高壓水接觸而除去碳,再於碳洗淨塔與高溫水以逆流接觸,並以碳過濾器完全除之。接著除去硫化氫,將一氧化碳轉化為氫氣及二氧化碳。再除去二氧化碳後,經氣體壓縮機壓縮後送入分離機以液體氮洗淨除去微量一氧化碳及甲烷等,調節為氮氣之原料氣比例。
以上述方法製成之原料氣藉往復式氣體壓縮機或離心壓縮機壓縮至高壓(300~1000atm)後導入合成塔中,經塔內觸媒的作用(攝氏450~550度)河成為氨,合成氨後,用水吸收為氨水(因氨的生成反應為可逆反應),再利用其蒸發而冷卻成為液態氨,再由合成氣中分離之即可。
 

參考資料
化學工業概論(王振華著;三民書局印行)

當發色層接觸到熱源時, 無色隱性染料會與顯色劑接觸反應, 則會引起分子內發生電子移動, 使內酯 (lactone) 環裂開, 形成離子型共振結構, 進而顯色, 產生色塊或文字.

其為一可逆反應 (Hongming 1994, Kaneko and Kobayashi 1995), 其形成色塊或文字之後, 會因光氧化 (photo-oxidation) 或光劣化 (photodegration) 反應, 而造成退色 (fading) 現象 (Hiraishi 1990).

去影印, 備份資料. 原版保存, 用不透光紙包起來, 避免光氧化.
 

參考資料
http://www.tfri.gov.tw/tfri_editor/file/journal/J_godspeed_20040304130317/J_godspeed_20040304130317_1_19106.pdf

(1)酸與醇在強酸當催化劑下加熱,即生成酯類。反應為可逆反應,達成平衡
狀態時;正反應稱為酯化反應;逆反應稱為水解。
反應方程式:RCOOH+R'OH變成(在H+的催化下)RCOOR'+H2O

(2)果香酯類:是存在自然界中分子量小之酯類,具有果香。例如:甲酸乙酯
是人造酒香料、乙酸戊酯是香蕉香料、乙酸辛酯是橘子香料、丁酸乙酯是
鳳梨香料、丁酸戊酯是杏子油香料…等。

(3)尚未查到***有打錯嗎?我只知道與PCL3作用的化學式!有問題可寫信給我!

(4)醇類之檢定:用氧化反應:
第一醇氧化先生成醛,最後生成酸!
第二醇氧化生成酮!
第三醇不易被氧化!
1.有機酸加醇 (須加催化劑濃硫酸)= 酯加水
2.酯有水果香氣
像蘋果,香蕉(乙酸乙酯,乙酸戊酯)
3.找不到
4.以二鉻酸根測驗醇類,可得綠色液體。
氧化的作用也可。

運動完後,許多人總是習慣飲用運動飲料,以補充體內流失的電解質。但運動飲料並非只要有運動、流汗就可以補充,還需視運動的激烈程度而定。另外,如果平常沒事飲用過多的運動飲料,小心身體會出狀況!

持續一個小時以上的激烈運動才適合補充運動飲料。


  劇烈運動後身體會流失大量的水份,水份藉由汗液排出,而汗液中主要的電解質是鈉和氯離子,還有少量的鉀和鈣。長時間運動時,大量的電解質會隨汗液從身體流失,這時便要補充適當的電解質。

  馬拉松好手林義傑表示,運動飲料分為運動前、運動中,或者運動後飲用,而國內販售的運動飲料是在運動後飲用。從事一般運動,如之前教育部推展的「體適能三三三計劃」<註一>,便不需要補充運動飲料。運動飲料適合在持續一個小時以上的運動後飲用,飲用時可以用等量的水加入,以稀釋糖分。

  家醫科黃榮輝醫師說:「運動完後飲用運動飲料可以補充水分、電解質、醣分,但切記不要直接喝冰的,因為那樣會刺激呼吸及消化系統。」

  如果運動後沒有運動飲料可以飲用,用鹽水也能補充體內流失的物質,而鹽水的調配方式為鹽與水比例各0.9公克、100c.c。家醫科蕭閔誌醫生表示,運動後體內流失最多的物質是氯化鈉,而鹽水主要成分也是氯化鈉,所以運動後藉由鹽水便可適度的補充體力。

  運動飲料原本是設計給運動員飲用,以在大量流汗後,適時補充體內電解質。雖然目前市售運動飲料所含的電解質濃度不高,但對於不常運動的人來說,這些成分還是多餘的。營養師蘇芬玉表示,平日不運動還經常飲用運動飲料的話,身體必須透過腎臟及血液來排出多餘的電解質,長期下來會影響腎功能。而腎功能不好、有高血壓、心臟病的人不適合飲用運動飲料。

  運動飲料除了可以在運動後飲用,也有人用來處理腹瀉、發燒等情形。家庭主婦邱六妹表示,當她小孩拉肚子時,她會拿運動飲料給他們喝,以減輕拉肚子的狀況。

  家醫科黃榮輝醫生說,運動飲料確實可以減輕拉肚子的情況,但要注意不要喝過量。另外,藥局裡有販賣電解質液,使用電解質液來改善拉肚子的情況會更好。

  營養師蘇芬玉表示,發燒時體內的電解質會流失,藉由運動飲料補充電解質是不錯的辦法,但不能喝過量。另外,切忌在睡前喝運動飲料,因為睡眠時身體需要適度的休息,此時飲用運動飲料會造成腎臟的負荷。

  <註一>所謂的「體適能三三三計劃」是指每周運動三次,每次三十分鐘,每次心跳率約每分鐘一百三十次。

總結:
(一)運動飲料原本是設計給運動員飲用,以在大量流汗後,適時補充體內電解質。
(二)平日不運動還經常飲用運動飲料的話,身體必須透過腎臟及血液來排出多餘的電解質,長期下來會影響腎功能。而腎功能不好、有高血壓、心臟病的人不適合飲用運動飲料。
 

參考資料
http://enews.ccu.edu.tw/modules/news/print.php?storyid=806

示範主題:變變變---溫度及濃度影響鈷錯合物的化學平衡http://pckchem.ncue.edu.tw/laboratory/chemdemo/84/8424026/%C5%DC%C5%DC%C5%DC.htm

催化劑(Catalyst)又稱為觸媒
催化劑
在一些化學反應中,某物質既不是反應物也不是生成物,但可以改變該化學反應的速率,我們說它是催化了這項化學反應,因此稱該物質為催化劑( 又稱觸媒 )。催化劑在反應完成後,本身質量既不增加,也不減少。我們舉一些例子:

在第一冊講燃燒時,我們曾用雙氧水來製造氧氣,其反應是:

2H2O2→2H2O+O2

因為由雙氧水本身分解而生成氧是很慢的,我們可加入二氧化錳(MnO2)來幫助它分解,這二氧化錳就是催化劑。

2H2O MnO2 2H2O+O2

我們把MnO2寫在箭號上,表示它既非反應物,亦非生成物,而是催化劑。又如現代工業上製氨(NH3),是以氫氣與氮氣在溫度約4000C及高壓(200大氣壓)下,直接以鐵粉作催化劑而生成的。

N2+3H2→2NH3。

此種製氨的方法是由哈柏所發明,故又稱哈柏法。催化劑在這個反應堳颩垠n,如果沒有它,這反應就太慢而沒有應用的價值了。現代化學工業上,催化劑扮演著相當重要的角色,許多前人所做過的化學反應,如果使用更好的催化劑,就可以使反應更快而加速生產,所以催化劑的研究開發是很重要的。

在生物體中的化學變化,也都要靠著這種催化作用,才會發生。生物體中的催化劑,叫做每或酵素。不同的生物化學變化,它所用的酵素也下同。

催化劑與催化反應作用方式

(一)催化劑的定義
1.催化劑可參與反應。

2.催化劑不出現在反應方程式中。

3.反應前、後催化劑的性質、質量都不改變。

4.不同的反應所使用的催化劑不相同,不一定每個反應都有催化劑可以用。

(二)催化劑的分類
1.正催化劑:可降低正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同 時加快。

2.負催化劑:可升高正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同時減慢。

(三)催化劑的作用
1.催化劑就是藉著改變反應的路徑

2.催化劑的參與造成不同的活性錯合物,

3.催化劑可降低(提高)活化能,達到催化的目的。

4.正催化劑加入反應中,同時使正、逆反應的活化能也降低,

 正、逆反應的速率同時加快,故不會改變化學平衡。

5.負催化劑加入反應中,正、逆反應的速率同時減慢,故也不會改變化學平衡。





H2O2 的標準還原電位很大

H2O2 + 2H+ + 2e ---> 2H2O E0 = +1.776 V


其氧化電位

H2O2 --> O2 + 2H+ + 2e E0 = - 0.695 V
所以H2O2的自我分解反應是自發性的

2H2O2 --> 2H2O + O2 deltaE0 = +1.081 V
任何化合物的還原電位介於 0.695~1.776 V之間,都可以扮演催化劑。


如:Fe3+/Fe2+ E0 = +0.771 V,所以Fe3+ 可以當催化劑。
反應機構如下:
2Fe3+ + H2O2 --> 2Fe2+ + O2 + 2H+ (eq. 1)
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ --> 2Fe3+ + 2H2O (eq. 2)


Fe2+ 也可以催化 2H2O2 --> 2H2O +O2,其反應機構只是把上面兩個反應式順序顛倒。


有名的Fenton reaction是用 Fe2+ 作催化劑,但是一般需要在照光的條件下,才可以把 H2O2 分解成兩個 OH 自由基。
Fe2+ + H2O2 + H+ --> Fe3+ + OH + H2O
Fe3+ + H2O --hv--> Fe2+ + OH + H+

雙氧水滴在傷口上會產生氣泡,主要是血液中酵素的催化。血紅素中的 Fe2+ 不是主要催化劑。

而MnO2/Mn2+ 還原電位 E0 = +1.23 V, 所以MnO2也是個好的催化劑。

至於為何雙氧水中加入MnO2粉末會很快產生氣泡,加入硫酸鐵粉末則很慢,個人猜測原因有幾個:

1. H2O2在酸中比在鹼中容易自我分解,硫酸鐵溶液是微鹼。
2. 硫酸鐵溶解後,鐵離子會形成水合離子,H2O2分子較不容易與其接觸反應。
3. MnO2的固體表面就會催化雙氧水分解,不需經過溶解的過程。
也許有其他更合理的解釋,請大家提供。



催化劑(觸煤)的功能最基本能分成:
1.使反應速率變快
2.   〃  慢
例子:
變快↓
2H2O2-------->2H2O+O2
MnO2
變慢↓
2H2O2-------->2H2O+O2
     白醋
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1105043010010

觸媒就是催化劑
均是指 加速反應速率所添加的物質
幾個要點

1.催化劑 參予反應 (不然加入它做什麼)
2.催化劑降低活化能 可以這麼說降低反應生成物的門檻
3.催化劑的量不會隨著反應而作用掉
一個反應實際上是由數個反應組合而成
而催化劑會再其中的步驟參予反應再另外的步驟變成產物生成
4.催化劑不會增加產量
5.催化劑不會使不發生反應的物質產生反應

實際例子~
工業上製程 哈伯法製氨 主要製氨的目的是作為農業的肥料
雙氧水+二氧化錳劇烈產生氧氣
雙氧水塗在傷口上狂冒白泡泡 也是催化反應

1901 凡特霍夫(Jacobus HenricusVan't Hoff)(荷蘭) 溶液滲透壓和化學動力學。
1902 費歇爾(Emil Herman Fisher)(德國) 合成多種重要糖類和嘌呤衍生物。
1903 阿瑞尼士(Svante August Arrhenius)(瑞典) 發現電解質溶液電離理論。
1904 拉姆塞(William Ramsay)(英國) 發現六種惰性氣體並確定它們在元素週期表中的位置。
1905 拜耳(Adolf Johann Friedrick WilhelmVon Baeyer)(德國) 在有機染料和氫化芳族化合物方面的研究,對有機化學及化學工業極有頁獻。
1906 摩依森(Henri Frederick Henri Moissan)(法國) 製成純氨,發明高溫電氣弧光爐,發現並純化氟。
1907 布希納(Eduard Buchner)(德國) 研究放射性物質及對原子科學的貢獻,並發現無細胞發酵作用。
1908 拉塞福 (Ernest Rutherford)(英國) 研究元素的蛻變及放射化學。
1909 奧斯特瓦爾德(Friedrich Wilhelm Ostwald)(德國) 研究催化作用、化學平衡條件和化學反應速率。
1910 瓦拉赫(Otto Wallach)(德國) 脂環族化合作用方面的開創性工作。
1911 居里(Marie Curie)(法國) 發現鐳和釙,提鍊出鐳。
1912 格利雅(Francois Auguste Victor Grignard)(法國) 發現格氏試劑以及對有機化學的貢獻。
  薩巴蒂埃(Paul Sabatier)(法國) 研究金屬催化加氫在有機化合成中的應用。
1913 維納(Alfred Werner)(法國) 研究金屬錯合物的原子價理論。
1914 理查茲(Theodore William Richards)(美國) 精確測定大量化學元素的原子量。
1915 威爾施泰特(Richard Mavtin Willstatter)(德國) 發現植物色素和葉綠素化學結構。
1916 無  
1917 無  
1918 哈伯(Fritz Haber)(德國) 哈柏法進行氨的合成。
1919 無  
1920 能斯特(Walther Hermann Nernst)(德國) 發現熱力學理論。
1921 索迪(Fredirick Soddy)(英國) 因放射化學和同位素研究成果。
1922 阿斯頓(Francis William Aston)(英國) 用質譜儀發現多種同位數和發現原子結構及原子量的整數規則。
1923 普列格爾(Fritz Pregl)(奧地利) 發明對有機物進行微量分析的方法。
1924 無  
1925 席格蒙迪(Richard Ado|f Zsigmondy)(奧地利) 研究膠體化學貢獻卓越,以及發展顯微鏡。
1926 斯韋德貝格(Theodor H.E.Svedberg)(瑞典) 發明高速離心機,並用於研究高分散膠體物質。
1927 維蘭(Hienrich Otto Wieland)(德國) 研究膽汁酸及化學結構。
1928 溫道斯(Adolf Otto Reinhold Windaus)(德國) 研究膽固醇及其與維生素的關係。
1929 哈登(Sir Arthur Harden)(英國),和歇爾平(Hans Karl August Sim0n Von Euler-Chelpin)(瑞典)二人 研究糖的發酵及酵素。
1930 費雪(Hans Fischer)(德國) 血紅素和植物葉綠素的構造,並合成人造血紅素。
1931 波希(Carl Bosch)(德國)、伯吉尤斯(Friedrich Kal Rudolph Bergius)(德國)二人 應用高溫高壓方法,催化水蒸氣和一氧化碳產生氫氣的波希法。
1932 朗繆爾(Irving Langmuir)(美國) 對表面化學的研究及原子結構和理論方面的建樹。
1933 無
1934 尤里(Harold C|ayton Urey)(美國) 發現氫的同位素--重氫。
1935 約里奧—居里(Frederic Joliot-Curie)(法國)和I.約里奧—居里(Irene Joliot-Curie)(法國)二人 研究並合成人工放射性元素。
1936 德拜(Peter Josephus Wilhe|mus Debye)(荷蘭) 因研究極性分子理論,確定分子偶極矩的測定方法。
1937 霍沃思(Sir Walter Norman Haworth)(英國) 研究碳水化合物和合成維生素C。
卡勒(Pall Karrer)(瑞士) 研究多種維生素結構並進行合成。
1938 庫恩(Richard Kuhn)(德國) 研究胡蘿葡素和維生素。
1939 布特南特(Adolf Friedrick Johann Butenandt) 研究性激素。
盧齊卡(Leopold Stephen Ruzicka)(瑞士) 研究聚亞甲基多碳原子和多烯。
1940 無  
1941 無  
1942 無  
1943 赫畏西(George Charles Von Hevesy)(匈牙利) 使用放射性同位素作化學追蹤劑。
1944 漢恩(Otto Hahn)(德國) 發現重核裂變反應。
1945 維爾塔寧(Artturi Ilmari Virtanen)(芬蘭) 研究農業化學,發明飼料貯存新方法。
1946 薩姆納(James Batcheller Sumner)(美國) 發現結晶酶。
  諾思羅普(John Howard Northrop)(美國),和斯坦利(Wendell Meredith Stanley)(美國)二人 製成純蛋白酶和純病毒蛋白。
1947 羅賓森(Sir Robert Robinson)(英國) 研究生物鹼和其他植物製品。
1948 蒂塞利烏斯(Arne Wilhelm Kaurin Tiselius)(瑞典) 採用新的生物化學方法,電泳法和吸附分析法,對蛋白質和其他大分子進行研究,取得成果。
1949 吉奧克(William Francis Giauque)(美國) 在化學熱力學領域的研究成就,特別是對超低溫下物質性質研究方面之卓越頁獻。
1950 狄爾斯(Otto paul Herman Diels)(德國)、阿爾德(Kurt Alder)(德國)二人 發現並發展二烯合成法。
1951 麥克米倫(Edwim Mattison McMillan)(美國)和西博格(Glenn Theodore Seaborg)(美國)二人 研究並發現超鈾元素。
1952 馬丁(Archer John PoterMartin)(英國)和辛格(Richarad Laurence Millington Syngne)(英國) 發明分配色層分析法。
1953 施陶丁格(Hermann Staudinger)(德國) 研究高分子化學。
1954 鮑林(Linus Carl Pauling)(美國)  研究化學鍵的性質和錯合物的分子結構。
1955 維格諾德(Vincent Du Vigneaud)(美國) 研究生物化學中含硫化合物,特別是合成了多胜肽激素。
1956 謝曲諾夫(Nikolay Semyonov)(蘇聯)和欣謝爾伍德(Sir Cyril Hinshelwood)(英國)二人 研究化學反應動力學和鏈式反應取得成功。
1957 托德(Sir Alexander RobertusTood)(英國) 因研究核苷酸和核苷酸輔酶方面的成就。
1958 桑格(Frederiek Sanger)(英國) 研究蛋白質結構,尤其是胰島素。
1959 海洛夫斯基(Jaros|av Heyrovsky)(捷克) 發明並發展了極譜分析法。
1960 利比(Willard Frank Libby)(美國) 研究利用同位素碳14確定地質年代。
1961 卡爾文(Me|vinCalvin)(美國) 研究植物光合作用中的化學步驟。
1962 肯德魯(John Cowdery Kendrew)和佩魯茲(Max Fderdinand Perutz)(英國)二人 確定血紅蛋白的分子結構。
1963 齊格勒(Karl Ziegler)(德國)和納塔(Giulio Natta)(義大利)二人 研究聚乙烯的結構和催化聚合。
1964 霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin)(英國) 用X光線衍射方法研究青霉素和維生素B12等的分子結構取得成功。
1965 伍德沃德(Robert Burns Woodward)(美國) 對有機合成有重大貢獻。
1966 馬利肯(Robert S.anderson Muliken)(美國) 創立化學結構的分子軌道理論,促進了對化學鍵和分子中電子結構的認識。
1967 艾根(Manfred Eigen)(德)、諾里什(Ronald G.W.Nor-rish)(英)、波特(George Porter)(英) 研究極快速化學反應。
1968 昂薩格(Lars Onsager)(美國) 不可逆的熱力學理論。
1969 巴頓(Derek H.R.Barton)(英國)、哈塞爾(Odd Hassel)(挪威) 測定特定有機化合物的三維構象。
1970 萊洛伊爾(Luis F.Leloir)(阿根廷) 發現糖核苷酸及其在碳水化合物的生物合成中的作用。
1971 赫茨伯格(Gerhard Herzberg)(加拿大) 研究分子結構,特別是自由基的研究。
1972 安芬森(Christian B.Anfinsen)(美國)、穆爾(Stonford Moore)(美國)、斯坦(William H.Stein)(美國) 在核糖核酸酶化學方面的基本貢獻。
1973 費雪(Ernst Fischer)(德國)、威爾金森(Geoffrey Wilkinson)(英國) 有機金屬化學,無機錯合物。
1974 弗洛里(Paul J.Flory)(美國) 研究長鏈分子。
1975 康福思(J.W.Comforth)(英國)、普雷洛格(Vladimir Prelog)(瑞士) 酵素催化反應的立體化學。
1976 利普斯科姆(William N. Lipscomb)(美國) 硼烷的結構。
1977 普里戈金(Ilya Prigogine)(比利時) 熱力學理論中的耗散結構。
1978 米切爾(Peter D. Mitchell)(英國) 化學滲透理論與生物系統中的能量轉移過程。
1979 布朗(Herbert C. Brown)(美國)、維蒂希(George Witting)(德國) 在有機物合成中引入硼和磷。
1980 伯格(Paul Berg)(美國)、吉爾伯特(Walter Gilbert)(美國)、桑格(Frederick Sanger)(英國) 首次製備混合DNA,創立DNA結構的化學和生物分析法。
1981 福井謙一(Fukui Kenichi)(日本)、霍夫曼(Roald Hoffmann)(美國) 化學反應中分子軌道對稱性的解釋。
1982 克盧格(Argon Klug)(英國) 測定生物物質的結構。
1983 陶布(Henry Taube)(加拿大) 金屬配位化合物電子轉移機構研究。
1984 梅里菲爾德(Bruce Merrifie|d)(美國) 發展新藥物和遺傳工程。
1985 豪普特曼(Herbert A.Hauptman)(美國)、卡爾勒(Jerome Karle)(美國) 發展直接測定晶體結構的方法。
1986 李遠哲(Yuan-tseh Lee)(中國) 研究化學動態學。
1987 克拉姆(Donald J.Cram)(美國)及佩德森(Charles J.Pedersen)(美國),及萊恩(Jean-Marie Lehn)(法國)三人 促進配位化學、有機合成、分析化學、生物有機化學和生物無機化學領域的發展。
1988 戴森霍弗(Johann Deisenhofer)(德國)、休伯(Robert Huber)(德國)、米歇爾(Hartmut Michel)(德國)三人 他們成功地解析細菌光合作用反應中心的立體結構,闡釋光合作用的進行機制。
1989 阿脫曼(Sidney Altman)(加拿大)及切赫(Thomas Cech)(美國)二人 發現並證明RNA可以滿足生物催化必須的結構多樣性要求。
1990 科里(Elias J.Corey)(美國) 將逆合成分析與計算機結合,研製成功邏與啟發應用於合成分析的計算機程序,利用它可得出前體結構。
1991 恩斯特(Richard R.Ernst)(瑞士) 高解像核磁共振光譜學研究。
1992 馬庫斯(Rudolph A.Marcus)(瑞士) 化學系統的電子轉移的反應理研究。
1993 繆利斯(Kary B.Mullis)(美國)及史密斯(Michael Smith)(加拿大)二人 發明了聚合酶連鎖反應(PCR),突破DNA基礎化學之研究方法。
1994 歐拉(Ceorge A.Olah)(美國) 對碳陽離子化學的研究。
1995 摩利那(Mario Molina)(美國)、羅蘭(F.Sherwood Rowland)(美國)及羅生(Paul Crutzem)(荷蘭)三人 在大氣化學領城中的研究,特別是臭氧層中臭氧的分解與形成。
1996 小柯爾(Robert F.Curl,Jr)(美國)、史邁銳(Richard E.Smallery)(美國)、克多陀(Sir Harold W.Kroto)(英國) 發現fullereues(芙,巴克球)。
1997 鮑爾(Paul D.Boyer)(美國)瓦克(John E.Walker)(英國)及施可(Jens C.Skou)(丹麥)三人 ATP的合成及消耗,對酵素結構有所突破。
1998 柯恩(Wa|ter Kohn)(美國)和波普(John A.Pople)(英國) 發展密度泛函理論,藉量子化學方程式,,計算分子性質。
1999 齊威爾(Ahmed H. Zewail) 利用雷射超快技術(飛秒光譜技術),觀察化學反應中原子的過度狀態。註:飛秒=10-15秒
2000 希格爾(Alan J. Heeger)(俄羅斯)、麥狄亞米德(Alan G. MacDiarmid)(美國)、白川英樹(日本) 運用碘蒸汽,使多乙炔薄膜產生氧化的現象,將其導電功能增加十億倍,可以快速生產低價的導電聚合物。
2001 諾爾斯(William Knowles)(美國)、沙普斯(Professor Barry Sharpless)(美國)、野依良治(日本) 研究區分合成分子結構的方法,幫助開發更便宜的藥品,治療心臟病、柏金遜症和感冒等疾病。
2002 約翰·芬恩(美國)(John B. Fenn)、田中耕一(日本)、庫爾特·維特塈(Kurt Wuthrich)(瑞士) 利用質譜分析法及核磁共振技術,測定溶液中生物大分子的三維結構,奠定了科學家對生物大分子進行進一步分析的基礎。
2003 彼得·阿格雷(Peter Agre)(美國) 與 羅德里克·麥金農(Roderick MacKinnon) (美國)
 

參考資料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005022604036

示範主題: 影響反應速率的各項因素 (使用投影機)http://pckchem.ncue.edu.tw/laboratory/chemdemo/84/8424031/%BCv%C5T%A4%CF%B3t%B2v%AA%BA%A6U%B6%B5%A6]%AF%C0.htm

高中化學~影響化學反應速率的因素

1.反應物的本質

當然...表面積越大...反應越快~利用蒸發速率去聯想!

至於表面積影響關係計算...高三會提到一些!


2.反應物的濃度

越濃當然越快呀!例如濃硫酸+水....有固定加法!就是要將濃硫酸慢

慢少許到入水中!不然會發生命案阿!至於稀硫酸你愛怎樣加就怎樣

加!

-->補充實例

一、

1.實例:用鹽酸清洗大理石地板...此鹽酸需稀釋...不然大理石地板

易受損且會有大量二氧化碳產生

2.化學式: 2HCl + CaCO3 --> CO2 + CaCl2 + H2O

二、濃硫酸特性

1.可當氧化劑

2.具備脫水性質

3.高沸點

稀硫酸所沒有!

3.H2SO4(濃)+2NaCl --> Na2SO4+2HCl(g)

如果是稀硫酸..該反應不進行! 此方程式為製備"氯化氫"!

三、硝酸特性

濃跟稀...跟同一個東西反應...很多的產物是不同的!!

可以參考:

(1)http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005032602213

(2)http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305100121336

 

其他可以在知識打"硝酸"~~希望對您有幫助~~~

 


3.反應物的溫度

一般來說...溫度和反應速率是有絕對的正比關係!


4.催化劑

催化劑...就是加速反應促進反應的媒介!本身不會增加或減少!你一定想問

 

進行反應!! 有點像酵素!可以參考高中生命科學第一章!!

 

這樣可以嗎??

我為什麼?很簡單...催化劑就像"電梯"或"一座橋"~使反應物間更快
 

催化劑與催化反應作用方式

(一)催化劑的定義
1.催化劑可參與反應。

2.催化劑不出現在反應方程式中。

3.反應前、後催化劑的性質、質量都不改變。

4.不同的反應所使用的催化劑不相同,不一定每個反應都有催化劑可以用。

(二)催化劑的分類
1.正催化劑:可降低正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同 時加快。

2.負催化劑:可升高正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同時減慢。

(三)催化劑的作用
1.催化劑就是藉著改變反應的路徑

2.催化劑的參與造成不同的活性錯合物,

3.催化劑可降低(提高)活化能,達到催化的目的。

4.正催化劑加入反應中,同時使正、逆反應的活化能也降低,

 正、逆反應的速率同時加快,故不會改變化學平衡。

5.負催化劑加入反應中,正、逆反應的速率同時減慢,故也不會改變化學平衡。

參考資料
http://general.chemistry.pu.edu.tw/equilibrium/newpage4.htm

1909年德國的化學家哈伯(F. Harber主要成就是找到合成氨氣的催化劑。在決定使用鐵之前,他曾嘗試過一千種以上的材料。我們今天合成氨氣所使用的催化劑中含鐵、鉀與鈣,效果比單單使用鐵要好。

鐵就像所有的催化劑一樣,使所想要的反應(如氨氣的合成)之速率增加,而同時使不想要的反應(如氮原子再結合成為氮氣)減少。當參與反應的分子暫時鍵結到固體表面時,就會有催化反應發生。這種與表面鍵結的作用,改變了原子間的吸引力,因而使反應所需的能量降低。因此,在催化劑存在下,有些反應變得較有利,而其他的反應則否。催化劑本身在反應過程中既未增加,也沒有消耗掉。

自從氨氣大量生產之後,科學家數十年來都無法從分子的層次去了解為什麼鐵可以作催化劑。然而,最近則由於表面化學的發展而確定催化作用乃是,因為催化劑使得氮氣分子的分解變得比較容易。氮分子中的兩個氮原子的鍵結非常強,除非分子中有很大的能量(每莫耳941,000焦耳),否則無法裂解。氮分子的能量增加的話,氮原子間的距離就會拉長。這步驟有點像爬山,登山者需消耗熱量才能爬到山頂,而氮分子必須含有能量才能超越那個高能障。腳程快的登山者到達山頂比較快,同樣的,含能量較高的分子也比較容易通過能障。

如果氮氣與鐵原子在表面接觸時,氮分子可以在相當低的溫度下分解,鐵催化了氮分子的分解。換句話說,鐵使氮分子分解所需的能量降低,兩個氮原子較容易分開。鐵原子因為捐一個電子給氮分子,使得鐵原子與氮分子間形成化學鍵。反過來說,就是鐵使得氮分子中氮原子間的鍵結變弱,鍵結變弱表示能障變小,較有利於氮分子的分解。這就是典型的催化作用。

1984年,慕尼黑大學的G. Ertl、M. Grunze與Min-Chi Tsai,首次得到氮-氮鍵變弱的證據。他們觀察鐵的單晶在真空狀態下的情況而得到的這結論。這種鐵的單晶和一般的鐵粒子不一樣,具有完美且有秩序的晶格排列。因為有些化學反應對表面原子的排列,特別敏感,所以用這種單晶可以很有系統地研究這種效應。科學家甚至可以不同的角度切割晶體,而得到原子排列方式不同的表面。

HREEL頻譜法是在1970年代末期發明的,並於1980年代中期作了些改進。HREEL頻譜法是由量測分子振動能量,得知分子中各個原子間的引力大小。慕尼黑大學的這群人用HREEL頻譜法,證明了當氮分子吸附在鐵的表面時,把氮原子拉開所需的能量,比拉長自由存在之氮分子的鍵結所需的能量低很多。此外,由固體表面化學的分析得知,鐵在氨氣的合成方面還有兩個重要的功能。第一是當氫分子(H2)與鐵表面接觸時,氫-氫間鍵結變弱了,因此氫原子較易釋放出來,接到鐵表面上;第二是鐵原子將氫與氮原子限制在表面上,可讓二者反應形成NH2,最後變成氨氣(NH3)。

氮與氫原子之間形成鍵結的可能性,依氮原子接在鐵上的情況而定。事實上,鐵與氮之間的鍵結必須夠強,才不會使氮原子再結合成為氮分子(N2);但它也必須夠弱,才能釋出氮得以與氫形成鍵結。有一些金屬在使氮分子分解成氮原子的能力上遠比鐵有效率,但是由於氮原子與此種金屬的鍵結太強,反而無法與氫結合形成氨。由這些資料,科學家得以了解何以某些催化劑比較有效,而最後終於找到了合成氨氣的最佳催化劑,並加以運用,使得相關的工業生產更有效率。

http://163.20.91.130/sct/content/1993/00080284/0005.htm (更詳細請點我 

1) 以 Haber 製造過程加以修改. 氨最初由工廠製造以大氣中的氮氣和氫氣為來
源, 例如甲烷 (methane)、乙烯 (ethylene)、或石油精 (naphtha), 在高溫
(400-6,500℃) 和壓力 (100-900 大氣壓) 下, 以鐵為催化劑製成.

(2) 從合成氣體來. 混合一氧化碳、氫、二氧化碳和氮 (從空氣取得), 以蒸氣或
以天然氣之部分燃燒 (美國) 或以活動的蒸氣噴在熱焦炭上 (南非 Haber-
Bosch 用).

(3) 從水煤氣製造 (水氣由吹蒸氣經過熾熱的焦炭得到) 以此為氫氣來源, 和產生
氣體 (從蒸氣和空氣經過熾熱的焦炭獲得), 以此為氮氣來源, 再以 Haber-
Bosch 步驟, 即得到氨.

參考資料
以上資料行政院環保署環境稽查總隊網站

實驗十一   化學平衡常數與溫度

根據勒沙特列原理預測反應 Cr2O72- + H2ßà 2CrO42- + 2H+ 會朝那個方向進行?
(a) 加入鹽酸
(b) 加入氫氧化鈉
(c) 加入硝酸鋇(提示: CrO42- + Ba2+ ----> BaCrO4) 
(a) 加鹽酸 --> H+ 濃度上升 --> 右邊式子濃度上升
所以反應會朝左進行

(b)加NaOH --> 右邊H+ 會被中和 --> 右邊式子濃度下降
所以反應會朝右進行

(c)加入Ba(NO3)2 右邊的2鉻酸根會以提示的方式進行
右方鉻酸根濃度下降 --> 反應朝右

基本上這是勒沙特列原理的基本概念
如果你連這個都要問的話...老實說你的程度真的該加強喔
 

催化劑(Catalyst)又稱為觸媒
催化劑
在一些化學反應中,某物質既不是反應物也不是生成物,但可以改變該化學反應的速率,我們說它是催化了這項化學反應,因此稱該物質為催化劑( 又稱觸媒 )。催化劑在反應完成後,本身質量既不增加,也不減少。我們舉一些例子:

在第一冊講燃燒時,我們曾用雙氧水來製造氧氣,其反應是:

2H2O2→2H2O+O2

因為由雙氧水本身分解而生成氧是很慢的,我們可加入二氧化錳(MnO2)來幫助它分解,這二氧化錳就是催化劑。

2H2O MnO2 2H2O+O2

我們把MnO2寫在箭號上,表示它既非反應物,亦非生成物,而是催化劑。又如現代工業上製氨(NH3),是以氫氣與氮氣在溫度約4000C及高壓(200大氣壓)下,直接以鐵粉作催化劑而生成的。

N2+3H2→2NH3。

此種製氨的方法是由哈柏所發明,故又稱哈柏法。催化劑在這個反應堳颩垠n,如果沒有它,這反應就太慢而沒有應用的價值了。現代化學工業上,催化劑扮演著相當重要的角色,許多前人所做過的化學反應,如果使用更好的催化劑,就可以使反應更快而加速生產,所以催化劑的研究開發是很重要的。

在生物體中的化學變化,也都要靠著這種催化作用,才會發生。生物體中的催化劑,叫做每或酵素。不同的生物化學變化,它所用的酵素也下同。

催化劑與催化反應作用方式

(一)催化劑的定義
1.催化劑可參與反應。

2.催化劑不出現在反應方程式中。

3.反應前、後催化劑的性質、質量都不改變。

4.不同的反應所使用的催化劑不相同,不一定每個反應都有催化劑可以用。

(二)催化劑的分類
1.正催化劑:可降低正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同 時加快。

2.負催化劑:可升高正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同時減慢。

(三)催化劑的作用
1.催化劑就是藉著改變反應的路徑

2.催化劑的參與造成不同的活性錯合物,

3.催化劑可降低(提高)活化能,達到催化的目的。

4.正催化劑加入反應中,同時使正、逆反應的活化能也降低,

 正、逆反應的速率同時加快,故不會改變化學平衡。

5.負催化劑加入反應中,正、逆反應的速率同時減慢,故也不會改變化學平衡。

 

參考資料
tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1105043010010

催化劑與催化反應作用方式

(一)催化劑的定義
1.催化劑可參與反應。

2.催化劑不出現在反應方程式中。

3.反應前、後催化劑的性質、質量都不改變。

4.不同的反應所使用的催化劑不相同,不一定每個反應都有催化劑可以用。

(二)催化劑的分類
1.正催化劑:可降低正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同 時加快。

2.負催化劑:可升高正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同時減慢。

(三)催化劑的作用
1.催化劑就是藉著改變反應的路徑

2.催化劑的參與造成不同的活性錯合物,

3.催化劑可降低(提高)活化能,達到催化的目的。

4.正催化劑加入反應中,同時使正、逆反應的活化能也降低,

 正、逆反應的速率同時加快,故不會改變化學平衡。

5.負催化劑加入反應中,正、逆反應的速率同時減慢,故也不會改變化學平衡。
 

參考資料
http://general.chemistry.pu.edu.tw/equilibrium/newpage4.htm

第三十屆國際化學奧林匹亞競賽

第七章 化學反應速率

教學專題-自然與生活科技-第二期

在活性生物體中起催化劑作用的物質,它調節化學反應進行的速率而自身不被改變。

  發生在所有活性生物體內的生物過程是化學反應過程,並且大多數由酶調節。許多化學反應離開了酶就不能以一個察覺得到的速度進行。酶催化細胞新陳代謝的各個方面,包括大營養素分子(如蛋白質、碳水化合物和脂肪)被斷裂成較小分子的食物消化過程、化學能的守恆和轉變,以及從較小的前體構成細胞大分子。許多人類的遺傳性疾病,例如白化症,是缺乏某種酶的結果。

  酶也具有重要的工業和醫藥用途。人類很早以前就已懂得發酵葡萄酒、麵包,凝結乳酪和釀造啤酒。但直到19世紀才知道這些反應是酶的催化作用的結果,從此酶在包含有機化學反應的工業加工中愈加重要。酶在醫藥上的用途有殺死致病微生物、促進傷口癒合及診斷某些疾病。

  化學特性

  所有的酶曾一度被認為全是蛋白質,但自1980年代被稱為信使RNAs的某些核酸的催化能力被證實後,否定了上述公理。由於對RNA的催化功能還知之甚少,本條目的討論將主要針對蛋白質酶。

  一個大的蛋白質酶分子是由一個或多個被稱為多肽鏈的氨基酸鏈組成,氨基酸鏈的順序決定了蛋白質結構折疊鏈型式的特性,它對酶的特性具有重要意義。如果條件改變,例如溫度或PH值的波動,酶的蛋白質結構就會不完整(變性),而且失去酶的催化活力,變性有時但不總是可逆的。

  與一些酶結合的某種附加的化學組分稱為輔助因素,它直接參與催化過程,因而是酶催化活動所必需的。輔助因素可以是一種輔助酶——一個有機分子如維生素——或者是一種無機金屬離子,有些酶兩者都需要。一個輔助因素可以或緊或鬆的與酶結合;如果結合得很緊,則輔助因素就稱為輔基。

  命名法

  一種酶僅與一類或一組被稱為基質的物質相互作用催化某一種反應,由於這一特點,常常在基質名稱後加上"-ase"來命名酶(例如urease,它催化尿素的斷裂)。並非所有酶都這樣命名,為了緩解酶命名上的混亂,提出了一種建立在酶催化反應類別基礎上的一種分類體系。有6種主要類別及其反應︰1.氧化還原酶,包含在電子傳遞中;2.轉移酶,它將化學基團從一種物質轉移到另一種物質;3.水解酶,它通過攝取一個水分子(水解作用)來裂解基質;4.裂解酶,它通過增加或除去一個化學基因來形成雙鏈;5.異構酶,它在一個分子內轉移一個化學基團形成一個異構體;6.連接酶或合成酶,它將腺苷三磷酸或相似的核苷酸中斷裂的焦磷酸鍵與形成的各種化學鍵偶聯起來。

  酶作用的機理

  在多數化學反應中,為了能夠發生反應必須克服某一能壘的存在,這種能壘防止複雜分子如蛋白質和核酸自發降解,因此它是維持生命所必需的。當在細胞中需要代謝變化時,某些複雜分子必須斷裂,因而必須克服能壘。熱可提供所需的附加能量(稱做活化能),但溫度的升高會殺死細胞。解決的辦法是通過採用催化劑來降低活化能級。酶就扮演這一角色,它們與基質發生反應產生一種中間配合物——一種過渡狀態——它只需較少的能量就能使反應進行。這種不穩定的中間化合物迅速斷裂為反應物,而沒有變化的酶可自由地再與其他基質分子發生反應。

  僅僅是酶的一定區域(活性部位)與基質結合,這個活性部位是由蛋白質的折疊型式形成的槽或口袋。這種三維結構以及活性部位內的氨基酸和輔助因素的化學性能和電性能只允許一個特定的基質與活性部位相結合,從而決定了酶的特性。

  酶的合成和活性也受到遺傳性控制和在細胞內分布的影響。有些酶不能被某些細胞產生,另一些酶只是當需要時才形成。酶常常不均勻的分布在細胞裡,而且常常在細胞核中、細胞膜上和亞細胞結構裡被分成各自獨立的幾部分。酶合成的速度和活性還受到激素、神經分泌物以及其他作用於細胞內部環境的化學藥品的影響。

  影響酶活性的因素

  酶在它們參與的催化反應中並不會消耗掉,可以被反覆利用,酶催化一個反應只需要很小的數量。一個典型的酶分子1秒鐘內可轉化1,000個基質分子。酶反應的速度隨基質濃度增加而增加,當所有酶分子的全部活性部位均同基質結合時達到最高,這時的酶就認為是達到飽和了,反應速度取決於活性部位將基質轉化的產物的速度。

  酶的活性可以通過多種途徑抑制。當與基質分子十分相似的分子與酶的活性部位相結合並阻礙酶與實際基質的結合時,就會發生競爭抑制。盤尼西林是一種競爭抑制劑,它封閉許多細菌用來建造細胞壁的酶的活性部位。

  當抑制劑結合在酶活性部位以外的位置時,發生非競爭抑制,有時非競爭抑制劑是通過物理的封閉正常活性部位來與酶結合的。在其他實例中,抑制劑的結合改變酶分子的形狀而使活性部位變形,阻止它與基質發生反應。這後一種非競爭抑制類型稱為變構抑制,抑制劑結合的酶的部位稱為變構部位。一個代謝途徑的最終產物經常充當這個途徑的一個早期的酶的變構抑制劑。代謝途徑的產物對酶的抑制以一種負反饋的形式進行。

  變構控制既包括對酶作用的激發又包括對酶作用的抑制。一種激活劑分子可被結合在變構部位,通過改變活性部位的形狀來誘導活性部位的反應以適應自身不能引發這一改變的基質。普通的激活劑有激素和早期的酶催化反應產物。變構激發和抑制可以使細胞在需要時產生能量和物質,並在供應充分時停止產生。
常生活中常用到平衡這個名詞,卻很少思考其真正的含義。例如一家人的總收入和全部的支出相等,因此存款或負債始終維持定值,我們稱為收支平衡;兩個隊伍進行拔河比賽,勢均力敵時,繩子一動也不動,則稱為力的平衡。若僅看銀行的存款總數或繩子的移動與否,很容易誤以為平衡就是活動完全停止,或靜止不動,事實上平衡時至少有二個不同方向的動力彼此相等且持續作用,否則平衡狀態就會很快消失,就像家庭的收支,有進有出彼此相等,若只出不進,存款便會逐漸枯竭;拔河時雙方均努力不懈,突然有人力氣用盡,整個局面必然改觀。物理的課程中也曾經學過力平衡、熱平衡及相平衡等,在化學反應的系統中有沒有平衡的現象?如果有,下面幾個問題值得我們來探討:
(1)怎樣判定系統已經達到平衡?
(2)平衡時分子是否繼續進行碰撞而反應?抑或停止碰撞?
(3)平衡狀態能改變嗎?會受到哪些因素的影響?
(4)平衡除了定性的描述,有沒有定量的關係存在?
☉重點整理
◎化學反應只朝一個方向進行,稱為不可逆反應,若正逆反應均能進行,則稱為可逆反應。
◎當密閉系統中正逆反應的速率相等,便稱此系統達到平衡狀態,此時反應物及生成物的濃度已不再改變,但各分子間因相互碰撞而產生的正逆反應仍持續進行。
◎若平衡系統中所有物種均同屬一相,稱為同相平衡,若各物種分屬二相以上,則稱為異相平衡。
◎當反應式:aA + bB cC + dD 達到平衡時,其平衡定律式可以寫成  KC = ,其中KC稱為平衡常數。
◎定溫下,同一反應的平衡常數為定值,不會因為反應物的初濃度、反應時的體積及有無添加催化劑而有所改變。
◎氣體的反應達到平衡時,其平衡定律式中各氣體物種的含量可以用體積莫耳濃度或分壓表示,前者的平衡常數以KC表示,後者則以KP表示。兩者的關係可表示成:KP = KC(RT)Δn 。
◎書寫平衡定律式時,若反應物種中有固體或液體等純物質,由於其濃度為固定值,因此可予簡化而不列入式中。
◎難溶解的鹽類(AnBm)溶於水中:AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq),其平衡常數(Ksp)可以表示為:Ksp = [Am+]n[Bn-]m 。
◎利用平衡常數能判斷反應可以進行的程度、預測反應進行的方向及計算平衡時物種的濃度。
◎平衡常數愈大的反應,其反應愈趨向於完全,亦即產率愈高。平衡常數的大小和反應速率的快慢並無直接的關係。
◎比較反應商(QC)和平衡常數(KC)間的關係,可以判斷反應是否處於平衡狀態,當QC < KC時,反應朝生成物進行,QC > KC時,反應向反應物移動,QC = KC時,則系統處於平衡狀態。
◎利用勒沙特列原理可以預測化學平衡遭外力介入後的移動方向:當平衡系統受外加因素影響時,系統會朝抵消此一因素的方向移動。
◎改變溫度會影響平衡常數的大小,對於吸熱反應,其平衡常數隨溫度的升高而增大,放熱反應則隨溫度的升高而變小。
◎催化劑能增快反應速率、縮短反應達到平衡所需要的時間,但無法改變平衡常數。
不可逆:燃燒.消化.微生物分解等
 

勒沙特列原理


一、 目的:

二、 原理簡介:


 

參考資料
http://www.chemedu.ch.ntu.edu.tw/lecture/fall2000/proj10/

化學平衡
定溫下一密閉系統中,一可逆反應的正逆反應速率相同,巨觀性質(如顏色.壓力等)不再改變,微觀下(如反應物形狀)反應仍繼續進行時,謂之化學平衡.可分為:
1.蒸氣壓平衡
2.溶解平衡
3.化學反應平衡
勒沙特列原理是一個敘述化學反應平衡的原理
西元1888年,法國化學家勒沙特列(Le Chatelier)提出通則:在一達平衡的反應系中,若加入可影響平衡的因素(濃度、溫度、壓力),則平衡向抵消此因素的方向移動,到重新達成新的平衡為止。此即為有名的勒沙特列原理(LeChatelier's Principle),由此我們可預測出平衡的移動情形。
大多數的化學反應,都不是單純的往一個方向進行。也是正反方向同時進行,稱為可逆反應。當達到達某狀態時,正反向反應速率相同,此時由外觀來看,反應似已靜止,這種狀態即稱為達到此反應的平衡狀態(equilibrium state)。對一達到平衡的反應系統,若改變平衡系中的濃度、溫度及壓力等任一項因素,平衡狀態就被破壞,而在新條件之下的平衡狀態o利用這種反應特性,人類可以用人為方法,控制反應方向朝向有利的一方進行,以增加產量,減少副產品的生成。
勒沙特列原理


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在高中時代,我們就已經知道什麼叫做「勒沙特列原理」(Le Chatelier's principle)了;到了大學,念普通化學時,又再遇到此一原理。在一般的教科書(註一)堙A勒氏定理多是如此敘述:如果一個熱力學系統的外界因素(如溫度、壓力)改變,則系統平衡發生變化,遷移方向為減小此因素之方向。就如上面敘述一樣,勒氏定理只是定性的描繪出化學平衡與外力間的關係,很少有教科書討論到量的問題。在這篇文章中,我們將以較為嚴密但甚為簡單之數學方法(只要具備初級微積分觀念就可以勝任),並配合基礎熱力學的觀念來研究一下如何做「定量」勒氏定理的工作。

一般常見影響平衡的外界因素,不外乎濃度、壓力與溫度三者。以下就依序加以說明。

濃度效應

我們考慮下面的反應

【瀏覽原件】

假設反應物A、B初濃度分別為a、b莫耳濃度(M),反應系之解離度為α,則反應系的總莫耳數〔若反應系體積(V)為1升〕N=a(1-α)+b(1-α)+cα+dα=(a+b)-α[(a+b)-(c+d)]反應平衡常數Kp為(系統總壓為P)

【瀏覽原件】

現若只有反應物A濃度發生改變(如外加化合物A於系統中,即濃度增大),其他物質沒有外界因素干擾,則只要求得da/dα關係就可以描述(甚至於定量)勒氏定理了。為了避免太繁雜的數學計算,我們假設係饞=b=c=d=1,同時反應物A、 B的初濃度分別為X、1M。

反應式因而簡化為

A+B=C+D

式(2)亦簡化為

【瀏覽原件】(3)

式(3)經微分,得

【瀏覽原件】(4)

由於0<α<1,所以微分式(4)dx/dα>0。換句話說,分母dα與分子dx為同號,亦即反應物濃度增大,則反應系統解離度增大,反應向減小因素之右方進行。這個數學解釋方法正符合了勒氏定理的定性模式。若欲定量處理此一效應,只要將式(4)左邊之分母移至右方,再兩邊積分就可以了。

壓力效應

考慮的情形相似於濃度效應,只是變數將濃度換成壓力罷了,因此討論結果可得式(1)及式(2)。為了討論上方便,簡化系統如下:

A+B=2C+D

【瀏覽原件】(5)

由式(5)可求得下列關係

【瀏覽原件】(6)

同樣地,因為0<α<1,所以式(6)dP/dα<0;換句話說,增大系統壓力將導致反應系之解離度減少。此一結果亦與勒氏定理有異曲同工之處。如果想定量處理,只要運用積分技巧就可以由式(6)得到定量之數學關係式。

溫度效應

前面曾經提到化學平衡常數Kp為溫度的函數,在這塈畯戔N進一步探討Kp與T(絕對溫度)間量的關係。

我們考慮下列平衡關係

【瀏覽原件】:某物質A氣液相平衡根據熱力學定律(註二)可知,當兩相達成平衡時,成立下面關係

【瀏覽原件】 為化學勢(chemical potential)(註二)

若相平衡曲線每一點都存在上式關係,則下關係必然成立

dμ(1)=dμ(g) (7)

因為dμ=-sdT+vdP(註三),將之代入式(7)得

【瀏覽原件】(8)

其中S謂之 (entropy),△H為汽化熱。式(8)即為熱力學上有名之克萊恩方程式(Clapeyron's equation)。

在氣液相間平衡時,由於Vg》V1,因此我們可以簡化式(8)為

【瀏覽原件】(9)

如果氣體的條件更接近於理想氣體時,如此克氏方程式的簡化推演,可以讓我們更了解它所代表的物理意義:

將理想氣體方程式PV=RT代入式(9)中,得式(10)

【瀏覽原件】(10)

式(10)稱之為克勞休斯-克萊恩方程式(ClausiusClapeyron equation)。將式(10)兩邊積分,得到(假設△H不因溫度改變)

【瀏覽原件】(11)

式(11)是一成分系之平衡情形。若考慮一化學平衡在達成平衡時各成分氣液相間之平衡關係

aA+bB=cC+dD

則得到如下之關係式

【瀏覽原件】(12)

其中Kp值為【瀏覽原件】,△H為反應熱。

利用式(12)不僅可以做定性的解釋(勒氏定理:一吸熱反應,若系統升高溫度,則反應向正方向進行),同時還可以做定量預測平衡常數的工作。舉例說明如下:

反應2HI(g)=H2(g)+I2(g)

的反應熱△H為+3.03千卡,已知平衡常數在394℃(667K)時為0.0162;在487℃(760K)時常數為0.0214。

以上這些數據完全符合式(12)之描述。


催化劑與催化反應作用方式
一)催化劑的定義
1.催化劑可參與反應。
2.催化劑不出現在反應方程式中。
3.反應前、後催化劑的性質、質量都不改變。
4.不同的反應所使用的催化劑不相同,不一定每個反應都有催化劑可以用。

(二)催化劑的分類
1.正催化劑:可降低正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同 時加快。

2.負催化劑:可升高正、逆反應的活化能,使正、逆反應的速率同時減慢。
(三)催化劑的作用
1.催化劑就是藉著改變反應的路徑
2.催化劑的參與造成不同的活性錯合物,
3.催化劑可降低(提高)活化能,達到催化的目的。
4.正催化劑加入反應中,同時使正、逆反應的活化能也降低,正、逆反應的速率同時加快,故不會改變化學平衡。
5.負催化劑加入反應中,正、逆反應的速率同時減慢,故也不會改變化學平衡。
在一些化學反應中,某物質既不是反應物也不是生成物,但可以改變該化學反應的速率,我們說它是催化了這項化學反應,因此稱該物質為催化劑( 又稱觸媒 )。催化劑在反應完成後,本身質量既不增加,也不減少。我們舉一些例子:

在第一冊講燃燒時,我們曾用雙氧水來製造氧氣,其反應是:

2H2O2→2H2O+O2

因為由雙氧水本身分解而生成氧是很慢的,我們可加入二氧化錳(MnO2)來幫助它分解,這二氧化錳就是催化劑。

2H2O MnO2 2H2O+O2

我們把MnO2寫在箭號上,表示它既非反應物,亦非生成物,而是催化劑。又如現代工業上製氨(NH3),是以氫氣與氮氣在溫度約4000C及高壓(200大氣壓)下,直接以鐵粉作催化劑而生成的。

N2+3H2→2NH3。

此種製氨的方法是由哈柏所發明,故又稱哈柏法。催化劑在這個反應堳颩垠n,如果沒有它,這反應就太慢而沒有應用的價值了。現代化學工業上,催化劑扮演著相當重要的角色,許多前人所做過的化學反應,如果使用更好的催化劑,就可以使反應更快而加速生產,所以催化劑的研究開發是很重要的。

在生物體中的化學變化,也都要靠著這種催化作用,才會發生。生物體中的催化劑,叫做每或酵素。不同的生物化學變化,它所用的酵素也下同。
 

化學平衡也有分喔看你是要什ㄇ的化學平衡!!
[一] 化學反應與化學平衡

1. 一種物質可以是由單一元素構成, 也可以是多種元素構成.
2. 一種元素的構成基本單位是原子, 原子由原子核及其外圍的電子構成.
3. 原子核帶有固定數目的正電, 在化學反應中不會改變.
4. 電子帶負電, 位於原子核外圍類似軌道的"能階", 意思是一種代表不同能量的位置.
5. 電子在不同能階間移動必須得到或釋放特定的能量.
6. 兩個原子可共用一或數個電子, 使這兩個原子結合, 若要將它們分開, 須施加能量.
7. 化學變化或稱化學反應是: 讓兩個原子(相同或不同元素)結合或拆開, 或讓電子離開或進入某原子的能階, 這些都牽涉能量的輸入或釋放. 常常, 一個化學變化是一連串不同的化學變化接續發生的結果.

8. 許多化學變化是可逆的, 也就是各原子間的結合或分開關係可以回到未反應前狀態. 舉例子說, 二氧化碳CO2, 可與水H2O結合成碳酸H2CO3; H2CO3也可分解成CO2與H2O.
9. 在這類可逆反應中, 兩個相反方向的反應是同時在進行的. 例如, 同時有 CO2 + H2O -> H2CO3, 與 H2CO3 -> CO2 + H2O 在進行, 如果兩個相反方向反應速率達到相同使得各物質濃度穩定不變, 則稱達到化學平衡.
10. 有的化學反應並不容易達成化學平衡, 促進加速化學平衡的物質稱為催化劑.
11. 生物體內的催化劑有許多是蛋白質. 本身是蛋白質的催化劑稱為脢, 或酵素.

12. 若溫度不變, 一個化學反應達成平衡時, 各物質的濃度會符合一固定數學關係式.
前例: [H2CO3]/[CO2]=固定值. []代表濃度或氣體的壓力, / 代表除法.
13. 已經平衡的反應中若改變部分物質的濃度則平衡遭到破壞, 雙向反應速率會變得不相等, 須經過一段時間後才又達到新的平衡, 新平衡仍遵守相同數學關係式.
前例: 若CO2一直從外供應到本來平衡的環境中, 使[CO2]上升, 使[H2CO3]/[CO2]低於原先平衡時的固定值, 則促進 CO2 + H2O -> H2CO3 這個方向的反應, 因這方向使[H2CO3]增加而[CO2]減少, 而使[H2CO3]/[CO2]回升到平衡的固定值.
反之, 若CO2一直被移走, 則促進 H2CO3 -> CO2 + H2O 這個方向.
14. 催化劑只是縮短達成平衡所需的時間, 並不能決定化學反應的方向. 脢是催化劑的一類, 當然也是如此.
15. 催化劑如何縮短時間說明如下: 一化學反應常分成一連串小步驟的化學變化, 每一步驟都須輸入或釋放能量. 常常中間有一個或多個步驟須輸入許多能量而造成較難跨越的門檻. 催化劑會改變中間步驟, 使整体反應最終結果相同但經過不同中間步驟.

16. 前例: CO2 + H2O <--> H2CO3 在絕大多生物細胞中是一個重要反應, 需一種催化劑來快速達到平衡, 這個催化劑叫做 "碳酸去水脢". 碳酸去水脢存在於所有動物, 所有具葉綠素之植物, 以及部分不具葉綠素的植物中. 這理由不難想像, 因這些生物呼吸氧, 產生二氧化碳, 或行光合作用, 將二氧化碳與水製成葡萄糖.
17. "碳酸去水脢" 並非如名稱般只促進從碳酸脫水成二氧化碳這個方向, 它也促進其相反方向: 將二氧化碳與水結合成碳酸. 理由已如前述.
18. "Diamox" (成分為acetazolamide) 是抑制 "碳酸去水脢" 的藥.
[二] 酸鹼平衡

1. 碳酸H2CO3在水溶液中會一部分分解成碳酸氫根離子HCO3-與氫離子H+, 寫成化學式:
H2CO3 <--> HCO3- + H+ -代表帶一負電荷, +代表帶一正電荷
這裡箭頭有雙向, 可見也是會達到化學平衡, 其符合的數學式是:
[HCO3-]*[H+]/[H2CO3] = 某定值 其中 * 代表乘法.
2. 上面的化學式若與前一篇所提之二氧化碳水合的化學式 CO2 + H2O <--> H2CO3
合起來: CO2 + H2O <--> H2CO3 <--> HCO3- + H+ 數學式也合起來得:
[HCO3-]*[H+]/[CO2] = 某定值, 整理一下得
[H+] = 某定值* [CO2]/[HCO3-]

3. 上面最後的式子顯示: [CO2]越高, 或 [HCO3-]越低則 [H+]越高.
因為[H+]代表酸度, 所以只要達成化學平衡 [CO2]/[HCO3-] 這比值也代表酸度, CO2是酸性的, HCO3-是鹼性的.
4. 而且, HCO3-越多時, 則當CO2增加或減少一定量, 所引起的[H+]變化越小. 這現象稱為 "HCO3- 具有緩衝功能".

5. 人體有偵測體內酸鹼的系統來控制呼吸換氣的速率. 當體內酸多時呼吸立刻增加換氣使CO2排出更多, 好讓酸度下降. 因此Diamox會促進呼吸以使體內CO2減少. Diamox透過抑制"碳酸去水脢"的功能來抑制腎臟腎小管再吸收HCO3-來達到目的.

參考資料
http://myweb.hinet.net/home10/vjso/diam.html

以下的題目有的是複選題~~~麻煩大家~~

( )1. 氫氣和一氧化碳藉由ZnO/Cr2O3的催化,能反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-91 kJ,若上列反應於平衡狀態時改變下列變因,何者會使反應的平衡常數變大? (A)增大的系統的體積 (B)降低系統的溫度 (C)定容下加入氦氣 (D)增加CO(g) (E)將催化劑移除。
( ) 2. 氫和碘各1.6 mol於2.0 L的容器中反應生成碘化氫,若350℃時的平衡常數為36.0,則平衡時有關各反應物及生成物的濃度,哪些是正確的 (A)〔H2〕=0.2M (B)〔I2〕=0.2M (C)〔HI〕=0.2M (D)〔HI〕=1.2M (E)〔H2〕=1.2M。
( )3. 在氨之合成中,使平衡移向氨之有利情況為 (A)高溫、高壓 (B)高溫、低壓 (C)低溫、高壓 (D)低溫、低壓。
( )4. 下列五種氣體反應中哪一個反應之平衡加壓或加熱均向右移動? (A)2H2+O2 2H2O+熱 (B)H2+Cl2 2HCl+熱 (C)H2+I2 2HI ΔH>0 (D)N2+3H2 2NH3+熱 (E)N2+2O2 2NO2 ΔH>0。
( ) 5. 化學反應:CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206.2 kJ,當達到平衡時,下列敘述何者正確? (A)平衡數K=  (B)若移除1莫耳CO,能增加3莫耳H2 (C)降低溫度會使平衡向右移動,平衡常數變大 (D)此反應的速率定律式R=k[CO][H2]3 (E)增加CO的濃度,能使平衡常數變大。
( )6. 4HCl(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH<0。此反應之平衡系,欲反應有利於向右進行,有效的方法是 (A)加熱 (B)加壓 (C)降壓 (D)加大反應容器 (B)加催化劑。
( )7. 設有反應:aP(g)+bQ(g) cR(g)+dS(g)。在定容下反應物P之分壓在200℃時比在300℃時為大,且使反應器體積縮小時P之莫耳數減少,則 (A)a+b>c+d,ΔH<0 (B)a+b>c+d,ΔH>0 (C)a+b<c+d,ΔH>0 (D)a+b<c+d,ΔH<0。
( ) 8.下列有關化學平衡的敘述,何者正確? (A)正逆反應持續進行且速率相等 (B)平衡時仍不斷有產物生成 (C)平衡時反應物及生成物的濃度均為定值 (D)反應物的總莫耳數必等於生成物的總莫耳數 (E)平衡必須在同一相中進行。
( )9.平衡常數之大小會受下列何種因素之影響? (A)催化劑 (B)反應的溫度  (C)容器體積 (D)反應物及生成物的濃度。
( )10.定溫下,將反應2NO2(g) N2O4(g) 平衡系之體積擴大為原來的2倍,達成新平衡時,下列敘述何項正確? (A)平衡常數變小 (B)平衡系之總壓變為原來的1/2倍 (C)NO2之莫耳數增加 (D)NO2之濃度增加。
  1. (B)降低系統的溫度
  2. (A)(B)(D)
  3. (B)
  4. (E)
  5. (C)(D)
  6. (B)(E)
  7. (B)
  8. (A)(B)(C)
  9. (B)
  10. (C)
催化劑:是一種可以影響化學反應速率的物質,大部分是加快反應的!只有少部分會減慢反應速率!催化劑可以是無機物、有機物、錯化合物、金屬鹵化物等等。例如:水蒸氣會使鐵的氧化(生鏽)加速!
你提到的暖暖包中的鐵粉是反應物喔,它不是催化劑!暖暖包的催化劑是鹽(氯化鈉)。

基本上,每一種化學反應,會有其他特殊的催化劑。
以下是我在化學化工百科字典中找到的答案:(舉例之)
催化物>所影響的反應
氯化鋁>縮合反應(Freidel Crafts)
氧化鋁>氫化、脫水
氨>縮合反應(聚合物)
鐵>氨合成(哈柏法,也有以氧化鐵來催化),碳氫化合物合成
氧化鐵>脫氫(氧化)
二氧化錳>氧化
鎳>氫化(油變肪脂)、甲烷化
銀>氫化、氧化
五氧化二釩>氧化(硫酸)
 
2006-02-21 9:55 補充
能加速金屬或非金屬的反應?
應該就是加速反應的催化劑吧!
以上我羅列的都是喔!
以催化劑為銀的例子來看、它能加速氫化反應及氧化反應!
 
1.可逆反應:所謂可逆反應是指反應物反應為生成物的同時,部份的生成物也可以再反應成反應物。

2.化學平衡:
 (1)當正、逆反應的反應速率相等時。
 (2)反應物及生成物的量都不會再減少或增加。
 (3)平衡時因為外觀上各物質的濃度都不再發生變化,通常會被誤以為反應停止進行,事實上正、逆反應仍持續進行,只是其速率相等。
 (4)化學平衡為一種動態的平衡而非停止。

3.平衡定律:
 (1)在一定的溫度、壓力下,可逆反應達到平衡時,生成物濃度的乘積除以反
  應物濃度的乘積為一常數。
 (2)此常數為該溫度及壓力下的平衡常數。
 (3) aA + bB = cC + dD
  Kc=k1 /k2 =[C]c [D]d /[A]a [B]b
 

參考資料
http://general.chemistry.pu.edu.tw/equilibrium/newpage5.htm

充電電池定義

充電電池又稱:蓄電池、二次電池,是可以反復充電使用的電池。常見的有:鉛酸電池(用於汽車時,俗稱“電瓶”)、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池。

充電電池為什麼可以充電

充電電池一般有一共同的電化學特性,即:其中的化學反應是可逆反應,可以通過外加電源,讓電能轉化為化學能,使放過電的電池恢復到原來的狀態。注意:如果其中的化學反應是不可逆的,電池就不能充電,乾電池就是這樣。

電池分類

電池的分類有不同的方法,其分類方法大體上可分為三大類
第一類:按電解液種類劃分包括:鹼性電池,電解質主要以氫氧化鉀火溶液為主的電池:如:鹼性鋅錳電池(俗稱堿錳電池或鹼性電池)、鎘鎳電池等:酸性電池,主要以硫酸水溶液為介質,如鋅錳乾電池(有的消費者也稱之為酸性電池)、海水電池等;有機電解液電池,主要以有機溶液為介質的電池,如鋰電池、鋰離子電池等。
第二類:按工作性質和貯存方式劃分包括:一次電池,又稱原電池,即不能再充電的電池,如鋅錳乾電池,鋰原電池等;二次電池,即可充電池,如氫鎳電池、鋰離電池、鎘鎳電池等;蓄電池習慣上指鉛酸蓄電池,也是二次電池;燃料電池,即活性材料在電池工作時才連續不斷地從外部加入電池,如氫氧燃料電池等;貯備電池,即電池貯存時不直接接觸電解液,直到電池使用時,才加入電解液,如鎂化銀電池又稱海水電池等。
第三類:按電池所用正、負極材料劃分包括:鋅系列電池,如鋅錳電池、鋅銀電池等;鎳系列電池,如鎘鎳電池、氫鎳電池等:鉛系列電池,如鉛酸電池等;鋰離子電池、鋰錳電池;二氧化錳系列電池,如鋅錳電池、堿錳電池等;空氣(氧氣)系列電池,如鋅空電池等。

能否將鹼性電池或普通電池用完後充電再用?

鹼性電池與普通電池屬一次電池,不宜充電,充電時活性材料的轉化率極低,電池內會產生大量的氣體,使電池內壓力增高,而該兩種電池結構沒有自動洩氣裝置,極易導致電池的爆炸、漏液等危害,故不能再充電使用,歷史上曾多次發生過充電時電池傷人的教訓,敬請消費者注意。但二次堿錳電池在結構上有別於一次鹼性電池是可以充電的。

 

 

 

反應方程式

升高溫度

降低溫度

1.N2+3H2 ----- 2N3+22kcal  

 

 

 

 

2.H2+I2+12kcal --- 2HI

 

 

 

 

3.CO+H2O+28kcal ---  CO2+H2

 

 

 

4.4NH3+5O2

 

 

 影響反應速率的因素

(一)碰撞學說

1.碰撞學說:任何化學反應的發生,必需反應粒子互相接近碰  撞,則反應速率與碰撞次數成正比。

2.活化能:所謂活化能就是能使粒子發生反應的最低能量。

3.有效碰撞:所謂有效碰撞是指碰撞的粒子其能量超過活化能,

   此時可形成活性錯合物,進一步進行反應。

(二)影響反應速率的因素

1.本性:

 (1)反應速率並不是由單一反應物的性質所決定,而必須由考慮所有反應物的

  相關性質。

 (2)化學反應中若涉及化學鍵的形成或破壞、電子的得失則反應速率較慢。

 (3)溶液中離子的化合其反應速率較快。

2.濃度:當反應物的濃度提高時,單位體積內粒子的數量增加,則粒子碰撞的機會

 較多,因此濃度與反應速率也是成正比關係。

3.溫度:一般而言溫度每增加10℃則反應速率會增加兩倍。

 (1)溫度升高時,分子的動能增加,則每一個分子運動的速率會加快,因此單

  位時間內碰撞的次數增加,反應速率也就加快了。

 (2)溫度升高時,使反應速率加快主要的原因是分子的平均動能提高,超過活

  化能的粒子也增加,因此能夠造成有效碰撞的分子較多,反應速率就會加快。

4.催化劑:催化劑又稱為觸媒,於反應中加入催化劑可改變反應的速率,但催化劑於

 反應前後本身的性質並不會發生變化。

5.壓力:壓力對於氣體的反應速率影響卻很大。當壓力加大時氣體的體積會減少,

 所以在單位體積中氣體的分子數會增加,碰撞的機會也會相對的增加,反

 應速率也就加快了。

6.接觸面積:反應物之間的接觸面積越大,則碰撞的機會較多,因此可提高反應速率。

 增加反應物的接觸面積,最簡單的方法就是將固體顆粒的體積減小。

 

(一)勒沙特列原理

1.當反應物或生成物的一方濃度提高,則反應會向低濃度的另一方進行

2.一方濃度降低時,平衡會由向該方向移動以維持平衡。

(二)影響化學平衡的因素

1.濃度:根據勒沙特列原理,在平衡的系統中提高一方的濃度,則平衡會向低濃度

 的另一方進行。

2. 溫度:A+B=C+D+Q其中Q代表所放出的熱量,當溫度升高時,能量增加

 所以反應向左方向進行,當溫度降低時,反應則向右進行。

3.壓力:加大壓力平衡會由氣體體積較大的一方向體積較小的一方移動,降低壓力

 時則平衡由氣體體積較小的一方向體積較大的一方移動。

化學平衡1

化學平衡

所謂抑制劑
是指某個酵素或是接受器
本來有一個特定的物質或官能基當作受體
當有一個類似物卻不會讓酵素或接受器作用時
我們稱這個類似物是抑制劑

競爭性抑制劑
指這個抑制劑的抑制效果是來自於濃度競爭
也就是受質和抑制劑間 哪一個濃度大 就決定了抑制程度
酵素和競爭性抑制劑結合 是可逆反應
也就是可以暫時變成酵素-抑制劑複合體
但是也會逆向分開
所以真正的受質還是可以有機會作用到
所以叫做"競爭"
抑制劑濃度越大 那麼抑制效果就越明顯
相反的 如果受質濃度大 那麼抑制效果也就會不好

非競爭性抑制劑
抑制劑和酵素或是接受器結合後
就不再分離 佔據酵素或接受器的作用位置
讓這個酵素或是接受器不能再與受質作用
占著作用位置不放 當然受直就沒可能作用
這叫做非競爭性抑制劑(意思就是不用競爭)
 

八十四學年度自然學科能力競賽化學科能力競賽實驗試題

http://www.wfjh.kh.edu.tw/attach/test/%B2%C4%A4G%A6%B8%ACq%A6%D2/92.4.16%A4E%A4Q%A4@%BE%C7%A6~%A4U%BE%C7%B4%C1%B2%C4%A4G%A6%B8%ACq%A6%D2%A4G%A6~%AF%C5%B2z%A4%C6.doc

P046

也談替代能源

中央社公關稿、企業活動 專區

台灣日本綜合研究所

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全球華文行銷知識庫 www.cyberone.com.tw -《財訊月刊掃描》- 廿一世紀將成石油終結世紀

相關新聞報導--發展替代能源 環保署推廣生質柴

專家談能源需求與美國家安全

專家談能源需求與美國家安全
 


【大紀元7月19日訊】(美國之音記者:蕭洵2005年7月18日華盛頓報導)全球石油價格居高不下,能源供求版圖較以往更趨複雜化。這種局面是否已經威脅到美國的能源安全和國家利益?美國應該如何調整自己的能源政策?部份學者認為美國在對上述因素保持警覺的同時,應當考慮尋求替代能源。

*伯爾曼:能源不威脅國家安全*

現在的美國人在為自己的汽車加油時,可能仍然在問,到底是甚麼導致他們要面對更加昂貴的賬單?

在位於華盛頓的保守智囊機構“傳統基金會”近期舉辦的一個研討會上,學者們對美國是否在能源上面臨急迫挑戰看法不一。

在美國外交政策協會的學者伊藍.伯爾曼看來,目前能源還不至於成為影響美國國家安全的因素。

伯爾曼說:“能源是不是影響美國國家安全的因素?簡短的回答『不是』。從各種戰略性角度來看,至少在短期內還不存在這樣的問題。”

伯爾曼說,美國在能源上的問題是過於依賴局勢不穩定的中東地區。因此應當考慮其他石油供應國,以保障石油供應安全。他指出,美國目前可以依賴的其他石油供應國包括俄羅斯、裡海周邊國家、伊拉克和鄰國加拿大等等。

*加弗尼:要考慮替代能源*

但是安全政策中心的負責人弗蘭克.加弗尼則認為,美國確實在能源上面臨緊迫局面。

他說:“我認為我們現在面臨國家安全方面的危機,而這個危機則在於我們對外國石油資源的依賴。”

加弗尼認為,美國要擺脫對外部能源依賴造成的危機,就應當從替代能源上著手。他認為,交通能耗是一個應該考慮使用替代能源的重要領域。因為美國在交通上消耗了大量的石油。弗蘭克呼籲政府應當扶植和發展用乙醇作為燃料的汽車,或者鼓勵電力-汽油兩用車的發展。

*希多茲:有多種替代能源*

全球水和能源戰略組織的弗裡德里克.希多茲則認為,在這方面其實並沒有甚麼單一的答案。

他說:“我們在能源需求的來源上沒有單一的答案。例如我們在西部可以開發太陽能和風能;在北部和西部可以利用熱能,還有核能等。我還希望政府能夠考慮進行地區性能源儲備,以應對未來能源需求。”

*加弗尼:中國能源佈局針對美國*

幾位學者對於中國在全球的能源活動中對美國可能造成甚麼樣的影響看法也不盡相同。安全政策中心的加弗尼曾經就中海油收購優尼科在國會作證。他堅持認為中國政府控制的中海油如果收購優尼科,會對美國的國家安全造成危害。

加弗尼說,中國在能源上正在進行戰略性佈局,美國應當謹慎對待。他說,中國目前不僅在東亞地區活動,而且把棋子布遍全球。中國的這種戰略性佈局,是為了在多年後在經濟上超越美國,並可能在軍事上把美國打敗。

*伯爾曼:美應與加拿大深入合作*

外交政策研究協會的伯爾曼則認為,加拿大雖然是美國能源最有安全保障的供應國,美國還是不能因此認為加拿大理所應當會這樣做。加拿大出於為自身經濟利益考慮與中國打交道是可以理解的,但是美國應當保障自己的供應。

伯爾曼說:“我認為這個問題最重要的一方面是,在同一地區的美國為甚麼不對加拿大表明自己在能源上有更迫切的需求,向加拿大表示我們會在開採油砂方面和它進行深入合作,並且投資建設輸油管道。我完全理解加拿大不願意只依賴美國一個客戶。但是它要是把餅能做大的話,那麼各方面都會受益。”

  (http://www.dajiyuan.com)

7/19/2005 8:00:16 AM

本文網址: http://www.epochtimes.com/bt/5/7/19/n990424.htm

強而青科技

就業考試新聞

新聞資訊_即時新聞_積極尋找替代能源 日研究新法提煉乙醇汽油

1-2 數位和類比系統

數位系統和類比系統

任何一個物理量的值,我們都可以將它轉換為電壓的大小,以便我們針對此值加以運算或儲存,此時可以處理此值的電路可分為數位(digital)類比(analog)兩種系統,現在我們以一個簡單的音波放大電路為例,分別敘述及比較如下。

 

1.2-1 數位系統

如圖1.2-1所示,當一個人對著麥克風說話的時候,麥克風會將音波轉換成連續的電波,而數位系統首先要做的就是將此連續的電波分成很多的片段,每一片段得到的電壓稱為取樣電壓,然後將取樣電壓依其大小付予一個相對的二進制的值(數碼),這樣的處理稱為類比至數位轉換(A/D),轉換後的數碼再經過數位處理機加以運算,以此例而言運算的目的在將輸入的數碼乘以使用者要求的倍數,因此經過數值處理機運算後得到另一組數值較大的碼,此數碼再經由數位至類比轉換(D/A)電路轉換成電壓,一個連續的輸入電壓經由處理後至類比輸出端已是被放大的電波了,由於此種系統負責處理放大倍數的電路是數位處理機(一般電腦包含的功能),主要作用在於數碼的運算及處理,因此本例可稱為是一個數位系統的放大器了。

1-2.jpg (22466 bytes)

 

1.2-2 類比系統

如圖1.2-2所示,麥克風輸入的電波經由一個電波放大器,直接將輸入的電波以電晶體原有的放大特性加以放大,此種音波放大的過程未經任何的數位處理,而且輸入至輸出電波都是連續性的,不像數位系統中會將輸入電波分成許多非連續性的片段來處理,因此我們可稱此放大器是屬於類比式的放大器。

1-2-2.jpg (11131 bytes)

 

1.2-3 數位與類比系統的比較

數位與類比兩種系統在不同的場合各有其優缺點,但時至今日樣樣都講求數位化的好,必然有其關鍵之處,請看以下分析。

(1)數位系統的運算精確而類比系統誤差較大

以前例而言,假設輸入電波經取樣後的電壓是1V,經類比至數位轉換後的編碼是0001(此碼表示數目1),經過數位處理機加以運算後的值是0010(此碼表示數目2),再經由數位至類比轉換至輸出端就得到2V的電壓。同理,若數位處理機所設定的放大倍數不變,取樣電壓上升為2V時,經類比至數位轉換後的編碼即是0010,再經過數位處理機加以運算後的值必然是0100(此碼表示數目4),最後經由數位至類比轉換至輸出端就得到4V的電壓。換句話說,數位處理系統對於每一個取樣電壓做了相同倍數的放大,在此例中為2倍。然而,同樣的將1V輸入類比放大器,並調整放大器的增益(放大倍數)2,因此輸出為2V,但是將2V輸入類比放大器時,我們得到的放大電壓可能是3.8V4.1V,而非應有的放大電壓4V,此種誤差乃電晶體放大電路先天的特性使然,尤其是溫度變化較大的環境之下,運算值(本例是指放大倍數)就不如數位系統來得穩定可靠,所以精確的處理對於類比系統考慮就較為困難了。

(2)數位系統較類比系統不容易被雜訊干擾

數位系統在運算的過程中所處理的信號電壓不是高(代表1的電壓)就是低(代表0的電壓),高低之間會留有一段容易區分的距離,此種距離容忍了一些雜訊的重疊干擾,使得數位系統分辨代表數值的高低信號不至錯亂,所以運算的結果也是穩定精確的。然而,類比系統將小信號直接透過(電晶體)放大器放大,在放大的同時雜訊也跟著被放大了,其放大的結果就可想而知了。

(3)數位系統的信號儲存較類比系統容易

數位系統儲存信號時,儲存的是代表信號的數碼,而數碼可由任何10的型態組合,例如磁場的「強」與「弱」或「N極」與「S極」,電壓的「高」與「低」,光線的「有」與「無」,所以數位系統可儲存信號的裝製種類很多,包括磁帶機、磁碟機、隨機存取記憶體(RAM,一種以電壓儲存的記憶體)、光碟機,甚至以打孔區分有無的紙帶,以鉛筆塗抹的答案卡,都是數位系統可儲存的裝置。然而,類比系統為了要依振幅比例將信號電壓儲存下來,可以用到的方式,市面上可以看到的就只有錄音或錄影帶了,早期我們也用金屬板或塑膠板刻下音波的振幅做成唱片,但是現在已經很難找到了,因為儲存後的效果和保存期限實在不能和數位系統的CD(compact disk)相比。

(4)數位系統的信號編輯較類比系統容易

 

所謂信號編輯是指信號源的複製、修改、剪接、加回音特效、兩個以上信號源的混合等等,這對於數位系統而言只是對於一連串編碼的移動或再運算,通常一部桌上型電腦即可完成,但對於類比系統的音源編輯而言,就可能需要多台的錄音機、混音器、可程式編輯控制機等等,而且操作上對於時間點的掌握是相當麻煩的。

綜合以上的分析比較,我們知道數位系統絕對是優於類比系統的,但是數位系統是不是就沒有缺點了呢?我們仔細觀察圖1.2-1中數位至類比轉換後之輸出,它仍然是由很多片段所組合成的波形,嚴格的說它與未放大前的波形相比是失真的波形,只有取樣的次數(頻率)增加時,它會更接近原來的波形,但隨著輸入電波的頻率增高,取樣頻率就要更高,這樣一來數位系統中所有電路的處理速度都要增高,儲存取樣資料的記憶容量也得要增大,這些都是我們以後在研究數位電路必須留意的地方。

生態工程 - 生態工程觀念簡介

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、聲音:

光是一種電磁波,橫波縱波僅使用於力學波
 因為光的傳播不需要介質,且再空氣、水、玻璃中傳播時,因頻率過快波長過短週期過短,難以測出是橫波還是縱波。(完全無法看出,光不震動介質,要從介質的震動才知道它是橫波還是縱波)
例如聲音、水波、地震波都是力學波。

 光是電磁波,但仍跟聲音一樣,有聽得到也有聽不到的,有看不到也有看得到的,光和聲音同樣有頻率、波長、週期。
 測量要用精密儀器了...

 而電磁波和力學波都會反射,所以聲音和光遇到介面都會產生反射(且都遵守反射定律),這點比較特殊。
 反射定律:入設角=出設角
 

 

光是一種園柱面型波而且是直線前進
當光線遇到介質性質改變時 有一部分會返回 有一部分會透射
前者就是大家說的反射 後者就是折射 當然在特定介質內光會被吸收

彈簧波可以縱波也可以橫波
要看怎樣的方式
上下甩是橫波..也叫高低波
前後造成疏 密情況的叫縱波...也叫疏密波
兩者都是力學波

真空傳波要看是怎樣的波囉
力學波在真空是不能傳的...要有介質才行
光波那種波就可以在真空傳
 

參考資料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305092417717

彈簧波可以縱波也可以橫波
要看怎樣的方式
上下甩是橫波..也叫高低波
前後造成疏 密情況的叫縱波...也叫疏密波
兩者都是力學波

彈簧波=縱波≠橫波
縱波又叫疏密波[有:彈簧波.聲波]
橫波又叫高低波
都是力學波
真空也有辦法傳遞波但是只有非力學波[如:光波]

波動與聲音的世界http://pei.cjjh.tc.edu.tw/nature/sound/sound.htm

 

一、內容細目

  1. 波的傳播:波的傳播、波的性質

  2. 聲音的傳播

  3. 空谷回聲

  4. 多變的聲音

  5. 揮別噪音

二、探究實驗

三、資訊融入

  1. Waves and Light:eduMedia

  2. 水波、聲波、繩波:科學教育學習網

  3. 波動的特性海浪的波形縱波與橫波的區別彈簧縱波:台灣師大物理系/物理教學示範教室

  4. 波的傳播:Flash_5國中理化地科_輔助教材教具。

  5. 橫波縱波彈簧橫波彈簧縱波氣體縱波橫波模擬演示聲波模擬演示:物理網絡教學

  6. Wave Motion行波的圖線:物理廊

  7. 橫行波縱行波:吳老師Java物理模擬程式

  8. Sound Waves:A small animation of a vibrating tuning fork producing a sound wave.

  9. How can you make a wine glass sing?:增加玻璃杯內的水位高度,以手沾水在玻璃杯緣摩擦,比較聲音頻率高低與杯內水位高低的關係。(來源:http://www.howstuffworks.com/)

  10. 飆高音的妙招》:唱歌時遇到高音總是很難飆上去,一首歌總是很難完全表達,其實只要手上拿個重物,一邊唱歌一邊拿重物就可使腹部也運動到,進而促使丹田用力,這樣就可以輕輕鬆鬆飆到高八度音囉。(來源:生活智慧王)

四、補充資料

  1. 竊聽風雲(與聲音相關的科學故事)
  2. 以聲亂耳(與聲音相關的科學故事)
  3. 探索水笛發聲的奧祕(白榮銓老師,本單元榮獲87年教育廳「創造思考教學」徵文入選)
  4. 日常生活中的聲音
  5. 聲音相關的文學:歐陽修聲從那堥(請參考科學美感)
  6. 共鳴與反射的中國科學史

五、相關網站

 

教你一種感覺震央離你遠近的方法http://www.sinica.edu.tw/misc/921chichi_wb/messages/226.html

 

地震發生後會產生縱波與橫波兩種震動,縱波震動的方向與波傳遞的方向平行,而橫波震動的方向則與波傳遞的方向垂直,而且縱波傳波的速度也比橫波傳波的速度快約1.7倍。由於地震時震源位於地下,而人是在地表,波由下往上傳,所以你會先感覺到與波傳遞方向一致的上下震動縱波,然後才是橫向搖晃的橫波。縱波震動的頻率較高,再傳遞一段距離後便會被地殼吸收,而橫波震動的頻率較低,不容易被地殼吸收,所以在離震央越近越會感覺到上下震動的縱波,而離開一段相當的距離後的就不會感覺到上下震動,而只會感覺橫向搖晃的橫波了。所以地震來時先鎮定,感受一下,如只是橫向搖晃,那大概離震央有一段距離。若先感到上下動,再感到橫向動,那離震央就會較近。如果震波的第一動是很狠的把你往上帶或往下拉,那你一定離震央很近了。


 

 

教學媒體http://archie.ncu.edu.tw/icas/refpage/83/da/83da59a664e7f62da69c81d7947a106a.html

 

以下是我製作的FLASH動畫教學媒體,共計42個,分為六大類。所有的連結均連結到執行檔,確定無病毒,請安心下載,作為教學以外之用,請先來信詢問。

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力學

[波動]  [光學]  [熱力學]  [聲音]  [其他動畫]

郭靖抗元_斜拋 這是我完成的第一個作品,互動式的小遊戲,可以調整仰角及初速。
分析S. H. M. 藉由投影圓周運動到平面上,了解簡諧運動的各物理量之間的關係。 
彈簧S. H. M. 簡諧運動,彈簧力常數與質點質量可調,已改變震盪之週期。 
彈簧力學能守恆 藉由動畫,容易看出震盪系統在各位置的動能與彈力位能之關係,以了解力學能守恆。
牛頓3rd定律 常常有學生搞不清一對平衡力,與一對作用反作用力有何不同,這動畫的目的就在於釐清這觀念。
正向彈性碰撞 正向彈性碰撞的模擬實驗。
克卜勒 克卜勒的橢圓軌道,動畫中可調整橢圓離心率及位置。
克卜勒2 克卜勒的橢圓軌道,動畫中可調整行星的出速及位置。
功與能量 ( mp3 ) 自編自唱的饒舌歌 [ 歌詞 ] ( 按滑鼠右鍵,另存新檔 )
   
波動

[力學]  [光學]  [熱力學]  [聲音]  [其他動畫]

波浪舞 波浪舞雖是常常見到的遊戲,但卻有波動的基本知識在裡頭。
橫波 連續橫波。
橫波pulse 橫波,脈波。 
縱波 連續縱波。
縱波pulse 橫波,縱波。 
水波 水分子在水波表面的運動情形,為縱波與橫波的合成。
波反射_固定端 波經由固定端反射,相位顛倒。
波反射_自由端 波經由自由端反射,相位不變。
波的疊加1 波的疊加,兩波相位相同。
波的疊加2 波的疊加,兩波相位相反。
波的疊加3 波的疊加,兩波與合成波分開顯示,比較清楚。
建設性干涉 建設性干涉。
破壞性干涉 破壞性干涉。
駐波 駐波的形成。
透射疏入密 繩波的透射,波由細繩進入粗繩。
透射密入疏 繩波的透射,波由粗繩進入細繩。
駐波實驗 找聲波波長的實驗,動畫中,調整水杯的高低可決定聲音是否共鳴。
   
光學

[力學]  [波動]  [熱力學]  [聲音]  [其他動畫]

折射原理 折射原理的示意圖,士兵由柏油地面走入爛泥地,為了要互相對齊,而使部隊轉向。
折射原理2 同樣是折射原理,但折射角度更大了。 
凸透鏡成像 利用透鏡成像原理製作。
凸面鏡成像 利用凸面鏡成像原理製作。
   
熱力學

[力學]  [波動]  [光學]  [聲音]  [其他動畫]

焦耳實驗 焦耳的實驗,說明熱功當量。
熱運動 什麼是熱,熱就是分子的振動,讓我們來看看是不是這樣。
氣體動力論 平面的分子動力論,密閉區域內的氣體分子藉由彈性碰撞達到熱平衡。
氣體動力論彩色 氣體動力論加上色彩,不同顏色代表不同速率。
   
聲音

[力學]  [波動]  [光學]  [熱力學]  [其他動畫]

波以耳實驗 波以耳的實驗,玻璃罩內的空氣經由幫浦抽掉後,鈴聲就傳不出來了。證明了聲波是需要介質傳遞的。
聲速 調整動畫中北風與太陽的大小可決定環境的溫度,而決定聲音的速度。
回聲 這個動畫是在說明,若反射回聲的障礙物距離太短,則人耳無法分辨。
聲音三要素 藉由許多可調的參數,一一說明聲音的三要素。
   
其他動畫

[力學]  [波動]  [光學]  [熱力學]  [聲音]

Laser Cooling Lab. 這是我們實驗室用來介紹雷射冷卻實驗給高中生的動畫。
For 景美國中 景美國中自然科首頁進版畫面,我是友情演出的。
樂透遊戲 樂透彩剛堆出時做的,要中獎還真是不容易。
神奇三角形 數學上〝渾沌〞的一個例子,每個三角形都會自我重複。
生命的起源 藉由幾個簡單的演化規則,加上一些突變,不同的細胞初始狀況將會演化成極為不同的生物。

版權所有,若作他用,請告知原作者。

 

 

 

1.橫波:介質的波動方向與 波的傳播方向垂直者.例:彈簧波.水波.繩波.光波.
2.縱波:介質的波動與波的前進(疏密波)方向平行者.例:彈簧波.在空氣中傳遞的聲波
橫波(如以水面的漣漪為例)。
縱波(在固體中聲波可以同時有縱波與橫波的成分,地震波也是如此)。

給你一個很詳細的網站
http://www.phy.ntnu.edu.tw/oldjava/waveType/index.html

介質的在空間中的相對運動,隨空間不同而有時間上的延遲便是波動。例如:一排啦啦隊,由第一個開始陸續上下擺動手臂,鄰近的人也跟著擺動但在時間上稍有延遲,依此類推便形成好看的波形。

早期人們所認識的波動,不論是聲波或水波,都有介質作為傳播的媒介。聲波可以經由空氣、液體或固體傳播,但無法穿越真空,所以地球上所聽到的聲音都源自地球本身,於是很自然的認為波動都需要介質傳播。 要不然沒有『東西』擺動的『波』不是很奇怪嗎?可是太陽的光線卻可以穿過太空中的真空區域而傳達到地球上。此時可以採取的一種作法是接受光是一種波動,但是這種波動並不需要介質傳遞,也就是需要修改原有的波動學說。

雖然虎克比較相信光的波動說,但是牛頓選擇了另一種方式,認為光是一顆顆的粒子,從光源(如太陽處)快速的飛向地球。當光粒子進入眼中時便刺激眼球形成視覺。光束便是一連串行進中的粒子。由於牛頓在力學等其他方面的卓越貢獻,使得『粒子說』興盛近一世紀之久,可見科學家也有雙眼朦朧之時。

直到1803年楊氏(Thomas Young)的干涉實驗推翻了『粒子說』崇高的地位。光的干涉現象是波動說的最有利證據。但是光如果是『波動』,那麼在太陽與地球間真空的區域內,是什麼『東西』在振動使得光波能傳達到地面呢?於是『科學家』創造了一個新的『怪物』—以太。它無所不在,在真空中『以太』的運動使的光得以前進。可是卻不會影響星球或你我的運動,它幾乎不和物質作用,否則地球或其他星球在龐大的『以太海』中運動,豈不是會逐漸慢下來。可是『以太』抵達眼睛時卻又能刺激眼球產生影像。當時認為以太只是尚未被偵測到而已。

這樣的想法又持續了將近百年。直到1887年Albert A. Michelson和Edward W. Moley構想出測出以太和地球相對速度的實驗,可是以當時精密的測量技術卻怎麼量就是量不出來。最後只好承認實驗的失敗。科學家終於覺醒了,推翻了當初所『構想』出來的怪物,原本失敗的實驗卻是承認以太實際上並不存在的證明。於是科學家也只好接受『光』是一種特殊的『波』,一種不需要介質便能傳播的『波』,至少這樣的想法比起『以太』的模式簡單的多。(這樣算不算是一種鋸箭法呢?)

現在我們說『光』的行為像是一種『波動』,為什麼不直接說光是波呢?因為後來又有『光電效應』等實驗,不得不以粒子(光子)的觀點來解釋,愛因司坦便是因為對『光電效應』的解釋而獲得1922年的諾貝爾物理獎的(可不是因什麼相對論的貢獻)。

參考資料
http://www.hle.com.tw/bookmark/nature/05/05-04.asp

http://www.byknmc.edu.hk/~phy/01_learning/topic0201a_frame.htm

http://nts3.cgjh.tcc.edu.tw/lgd/doc/gbook.asp?page=7

新編生活與物理 : 學生園地

http://www.takungpao.com.hk/news/2005-10-10/YMTG-468016.htm 在新的視窗中打開此搜尋結果

物理Java模擬及高中物理問題

http://home.szetoho.edu.hk/~shs-01142/4a/szphy_i.htm

課程大綱

物理科

物理園–教學資源

 

波的種類:
1.依介質的有無可分為力學波及電磁波。
ヾA.力學波(或稱機械波):
a.當波動需要依靠物質的擾動才能傳播的波動,稱為力學波。 傳遞波動的物質稱為介質,如水波靠水作介質,彈簧波以彈簧作為介質。
b.介質的密度直接影響波動傳遞的快慢。因此,密度越大,波速越快。
ゝB.電磁波(或稱非力學波):
a.當波動不依靠介質,而能傳遞能量者,稱為電磁波。在真空中的電磁波,其波速皆為3×108m/s。
2.依據介質質點振動的方向可分為橫波與縱波。
ヾ橫波:
介質質點振動的方向與波前進的方向互相垂直者,稱為橫波
ゝ縱波:
介質質點振動的方向與波前進的方向互相平行者,稱為縱波
 

http://www.dmhs.kh.edu.tw/L/ph/2~1%AAi%AA%BA%B6%C7%BC%BD.PPT (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (1)力學波:必須靠介質的擾動才能傳播 的波,稱為力學波(或稱機械 波) ... (2)非力學波:不須靠介質的擾動也能傳 播的波,稱為非力學波(或 稱非機械波) ... 以 f代表,單位為1/秒,稱為『赫茲』, 簡稱『赫』(Hz) ...
第十三章 波 動 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 力學波:波的行進需要靠介質強性來傳遞的稱之力學波。 (a) 橫波:波行進方向與介質振動方向互相垂直。 ... 2. 非力學波:波的行進不需介質來傳遞的。 三、波的特性: 1. ... 波可以是集體行為造成的,如水波,也可以是個另粒子的行為,如物質機率。 ...
http://www.ck.tp.edu.tw/~pxhuang/ppt/ch12-wave.ppt (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 波動是一種質點的集體動作,波所傳播的不是質點而是能量,而質點只是在原處附近振動。 ... 3. 波的種類: (1) 依是否需要介質來傳遞: 力學波:需借介質來傳播的波動。 本章所討論的皆為力學波。 非力學波:不需介質來傳遞的波動,如電磁波、重力波等。 ...

當繩子被綁住時,繩子與另一介質扣住,波進行到扣住點時,會產生上下顛倒,左右相反的反射波,與入射波產生抵消干涉,所以扣住點會一直固定不動,此為固定端之反射.但若繩子未被綁住,波進行到端點時,會產生上下相同,左右相反的反射波,與入射波產生加強干涉,所以端點的位移變大,此為自由端之反射.水無法與岸邊"綁住",所以是自由端之反射.
 

光子、次原子及量子之世界 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光子、次原子及量子之世界. 十九世紀未年的歐洲,氣氛是相當怪異的。 帝國主義引起的不良後果,日益明顯。 ... 一些有輝煌歷史的帝國(特別是法國與奧匈帝國),敗象已很明顯。 ... (3)「波函數」Y明顯有波性質(古典的力學波,如聲波,亦有相類似的表示法) ...
000473 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 力學波的波行方向如果和介質的振動方向相垂直,就叫做「橫波」(右圖(a)),如繩波;如果波行方向與介質的振動方向相平行,就叫做「縱波」(右圖(b)),如聲波。 ... 和力學波(水波、聲波、彈簧波)兩種,電磁波不需要介質即可傳播,力學波則需要有介質幫忙才能傳遞出去。 ...
第十三章波 動 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 第. 十三章波動. § 13-1 波的基本性質. 1. ... <a> 力學波 (機械波) : 須藉介質振動傳播者 。例 : , 。 <b> 非力學波 (電磁波) : 藉電場和磁場的交互變化傳播 能 ,而不. 必靠介質傳播者 。 例 : ...
http://www.tkgsh.tn.edu.tw/phy651/%B0%AA%A4%A4%B1%D0%A7%F7powerpoint/%B0%F2%AA%AB/%B0%F2%AA%ABC4%20%... (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 聲音是力學波? 證明聲音須經由介質來傳播. 聲波的傳播速率(聲速) 與介質種類的關係. 聲波在介質中傳播的速率大小順序: ... 波動的種類. 按是否須介質來分. 力學波:需要依靠介質才能傳播的波動。 非力學波: 不需要依靠介質而能傳播的波動。 按介質的運動方向來分 ...
http://elearning.ice.ntnu.edu.tw/km/Data/Teacher/5554/Data/%B1%D0%A7%F7/2015/1.ppt (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 波的現象. 當彈性物體受到擾動時,物體在原地振動而不隨波動移動,並將能量傳遞出去的現象,稱為波動(wave motion)。 當波需要依靠物質的擾動才能傳播時,稱為力學波。 傳遞波的物質稱為介質。 電磁波如光、無線電等,為非力學性的波,可以在真空中傳遞,不需要任何物質做為媒介。 ...
http://www.tkgsh.tn.edu.tw/maulin/%C2%B2%B3%F8/%B0%AA%A4G%AA%AB%BD%E8%AC%EC%BE%C7%AA%AB%B2z%A4Uppt/c... (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 依是否需依賴介質傳播來分. 力學波:需要介質傳播的波,或稱為機械波。 非力學波:不需要介質傳播的波,如電磁波。 依介質振動的方向和波的行進方向的關係來分 ... 波動是一種質點的集體動作,波所傳播的不是質點而是能量,而質點只有在原處附近振動。 ...
一、聽覺的產生 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 1. 一、聽覺的產生. 由於物體振動時,使得周圍空氣分子一起振動,當此振動傳到人耳的鼓膜時,鼓膜 ... (a)力學波:靠介質傳播之波動,如水波,聲波,繩波。 (b)非力學波:不須靠介質傳播之波動,如:光波,電磁波。 音叉振動引起管內空氣分子. 振動,產生聲波。 ...
波與三角函數的關係 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 在我們日常生活中,波總是不知不覺穿透我們、影響我們。 生活中舉凡是力學波、 ... 當我們在高一下學到三角函數的圖形時,發現在高一上基礎物理的聲波與三角函 ... 這種拍的現象並不侷限於聲波,也可以用在力學波上。 03. 傅立葉級數 ...
第七講 愛因斯坦的相對論 在新的視窗中打開此搜尋結果
... Part Four--Physics in the Twentieth Century ... 從對物質世界的描述的觀點而言,這兩大理論的確推翻了牛頓力學所描述的世界。 ... 但力學波如聲波、水波等,皆有介質。 ...
030331 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 喻澤忻姐姐: 不知道你的年紀或年級有多大?在此就很簡單地說明一下。 橫波或縱波是用在「力學波」上的分類;波的前進方向如果和介質的振動方向相垂直的,就叫做「橫波」,例如繩波;而如果平行,就叫做「縱波」(請參考第 000473題)。電波屬於電磁波,而非力學波,所以既非縱波也非橫波。 ...

波,為物質擾動時使振源傳遞能量的一種現象,最基本的則為力學波(機械波),其中又分為橫波與縱波。除了一般的彈簧波、繩波或聲波,地震波亦能顯現出橫波或縱波的現象。地震,就是突然而強烈的震動。當地球內部長期積累起來的地應力(即單位面積上產生的抵抗外力的力)超過岩層所能承受的限度時,岩層便會突然發生斷裂或錯位,使積累的能量急劇地釋放出來,並以波動的震盪形式向四方八面傅播出去,令地面發生震動。當地震發生時, 激發出一種向四周傳播的彈性波, 稱為地震波. 地震波從震源傳出, 穿越地球介質(地殼, 地幔和地核), 帶了大量地球深部能量後到達地面,地面就強烈地振動起來。 這些地震波就所引起地面振動, 正是造成人們感覺地震和房屋受破壞的直接原因。而地震波主要有橫波與縱波兩種不同方向,當發生一個新地震時就可利用這兩種波的走時差來求得震中位置。 一旦地震發生,而地殼為垂直斷裂時,無論傳播能量的方向為前後或左右,皆是橫波狀態;相反的,地殼若為左右方式斷裂,形成左右震動波形,則依傳播能量的方向而有所不同,若能量往前後傳播,造成的仍為橫波,但往左右傳播時,自然是形成與震動方向平行的縱波。故地震所造成的波形權決定於地殼斷裂和傳播能量的方向。
 

【高中物理】 波動 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當介質之質點受撥動時,將逐漸引起鄰近質點之振動,而將能量逐漸向外傳. 遞,此種現象稱為波動。 2.波的特性: 1)依介質分: 力學波—靠介質質點的局部運動而傳動之波動,如水波、弦波、聲波. 等。 ... 電磁波係依靠空間中電場與磁場連續性之變化,而向前傳播,不需依 ...
重點整理_CH9 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 波傳遞的是能量而非質點。 力學波:需要介質來傳遞的波。 ... (接近時取上面符號,遠離時取下面符號) ... 5.若弦的張力為F,線密度為μ,則弦上脈波的速率ν為 ... 弦的振動與駐波:弦的振動,由於弦的兩端固定點均為節點, ...
愛因斯坦如何推翻"萬有引力理論"? - Yahoo!奇摩知識+ 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 盡量白話一點, 因為太多科學專有名詞, 這樣我也看不懂阿!! 若非用不可就請順便解釋一下吧!! 2005-01-30 13:50:22 補充. 哪些特殊情況不適用呢? 最佳解答. 發問者自選 ... 但力學波如聲波、水波等,皆有介質。 ...
http://www.cshs.kh.edu.tw/%B1%D0%B0%C8%B3B/%C3D%AEw/91%A4U2/%B0%AA%A4T%AA%AB%B2z91%A4U2.doc (DOC) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 物質波是 力學波 電磁波 代表物質出現的機率波 不可能會被証實的假想波。 ... 它是高能的陰極射線它是一種電磁波 其波長很短 可穿過皮膚及肌肉 經晶體會有繞射現象。 ... 下列有關密立根的貢獻何者正確? 測出電子的電量 算出電子的質量 ...
第二章 超音波診斷儀簡介 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 在波的形狀及分子振動的方式,聲波和其它的電磁波不同。 聲波是屬於一種力學波,藉由介質分子來傳遞能量。 在傳送的過程中,聲波受壓力、密度、溫度及介質運動的影響,而會有改變波速、反射、繞射等現象發生。 ...
電磁波的物理原理 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 由於電磁波不需要以物質的運動當傳遞介質,與力學波有別,其電場和磁場的變化方向恆與波行進方向垂直,故電磁波屬於橫波,而具有前述波的重疊和干涉原理。 ... 1865年馬克士威爾修改了安培定律,並將庫倫定律、法拉第定律組合成電磁場的綜合理論, ...
了解聲波的特性來解決噪音的問題 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 聲音是屬於力學波,需靠介質傳播,由波的性質知:當波由一介質進入另一介時會在其. 界面上產生部份反射,部份透射,部份吸收。 界面材質不同,反射、透射、吸收情況皆. 不同。 希望藉由以下實驗來了解各類材質對某些特定音頻的反射、吸收狀況,並找出最. 佳消除噪音方法與材料。 ...
實驗一 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 1、先將松香加熱融化,並將其塗於筷子上。 2、將快要凝固的松香捏成葫蘆狀,在凹槽的地方綁上絨線,並於線的另一端綁上底片. 盒。 ... 在實驗中,由於絨線與松香的摩擦,故而產生聲音。 而聲波屬力學波,經過絨線的傳遞 ...
光學 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光的傳遞不需要介質, 跟其他的力學波(如繩波,水波)不大一樣. 為什麼燃燒東西會產生光呢? ... 為什麼由山上看山腳下的燈光會覺得燈光一閃一閃的呢? 為什麼放大鏡會將物體放大呢? ... 聚光燈打出的光, 若通過一個乾淨無塵的環境, ...
《預言中的今天》科學與科學的預測性 在新的視窗中打開此搜尋結果
科學是一門預測學嗎?讓我們先談談甚麼是科學,也同時來談談科學的預測性。 前一節我們談到撞球運動,撞球是不是一種科學現象?相信絕大部份讀者都會同意撞球是一種科學現象。為甚麼... 這就是量子波動力學,波的強弱決定粒子出現機率,一切以機率計算。 ...
原子結構的探討 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 例題1-3 電磁波和力學波不同,後者像水波其波動必須藉由介質加以傳遞,而前者像光波是在電場和磁場的空間做連續振盪,其能量的大小由頻率(或波長)決定,其中波長最長的要算無線電波,試計算104. ...
行動電話手機之電磁波能量吸收比值(SAR) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 電磁波量測服務窗口. 服務契約範本. 服務品質調查評鑑. 電信資費. 個人資料處理作業規範 ... 台灣區電機電子工業同業公會及手機業者等三十五個機關單位,召開「行動電話手機電磁波警語內容、標示方式及規範電磁波能量吸收比(SAR)之實施時程」會議, ...

90電機專二

92年統測 電機類(專一)

http--library.ccut.edu.tw-exam-´HÂà-¹q¤l¾Ç.doc

電磁波無所不在 您不可不知 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 牆壁中看不見的電線,也會使電磁波檢測筆嗶嗶叫。 ... 電磁波中的磁場,也和磁鐵的磁場一樣,是無孔不入且具有很強的穿透力。 電磁波由於其頻率會變化,例如家中的交流電,其頻率是每秒正、負極變動60次,也就是說磁場的方向是每秒南、北極變動60次, ...
網路---深入報導 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 網路追追追/小小電鬍刀 電磁波強過電視15000倍? 為健康加層防護罩 國科會發表防電磁波干擾新技術. 大哥大基地台架設紛爭不斷 電信總局強調電磁波無害. 美研發鎮暴新武器 發出電磁波讓人體感到灼熱. 電磁波防範背心 健康更有保障 ...
孕婦嚴防電磁波 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 此外,在受精卵剛開始發育的時刻,細胞、基因、蛋白質等的複製過程都牽涉到電流的流動,醫學研究中目前已有報導顯示,微量電磁波確實會改變鈣離子通過細胞膜的速率,進而改變了細胞內蛋白質的表達。 ...
電磁波又是如何影響人類的生活與健康的 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 又如電視機、電冰箱、空調器、電熱毯都會放射出大量的不同波長與頻率的電磁波,人的大腦中的松果體在電磁輻射的影響下,會使褪黑激素的分泌速度滯緩,從而會影響神經和內分泌系統的機能,使人頭痛、神經質、睡眠不安、晨起疲乏。 ...
歡迎光臨~電磁波量測服務網站 在新的視窗中打開此搜尋結果
提供基地台電磁波免費量測服務,並介紹基地台電磁波資訊、政府磁波管制標準、國內外基地台電磁波研究。 ... 歐美電信學者訪台指出: 基地台愈密 電磁波愈弱 (民生報2006-03-16) ... 認知篇. 解惑篇. 文宣出版品. 電磁波量測服務. 國內外相關網站 ...
電磁波」是幫手,還是殺手? 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 電磁波的發射和傳播,是透過空間或介質來傳遞能量,電磁輻射依頻率一般區分為無線電波、微波、紅外光、可見光、紫外光、X射線和伽瑪射線等幾種形式。 電磁波頻譜會以所具有的能量(如電子伏特)、波長(如公里、公尺、公分、微米)、埃(A0)或頻率(赫茲Hertz)來表示。 ...
手機電磁波 在新的視窗中打開此搜尋結果
手機電磁波 台北手機電磁波 台北市手機電磁波 台中手機電磁波 台中市手機電磁波 高雄手機

電磁波在醫學常識中證實會容易致癌
但不會造成靜脈區張更嚴重的
如果您有靜脈區張或是彈性襪的問題歡迎您參考這個網站喔
http://flower-cat.myweb.hinet.net/

只要電流有改變就會產生電磁波,您住在這裡,電磁波大概是免不了的.
要阻隔電磁波,金屬片是最有效的,如果沒有辦法弄到,那鋁箔的效果不錯,
如果能幫金屬片接地,那效果更好.至於仙人掌或是木炭,那都是謠言,放心安的,
在物理上沒有啥根據.
其實手機上的收訊格數是接收基地站所發射的電磁波強度
這部分因為是由基地站送來
不管你的手機作怎樣的設定都不會影響
手動選擇非簽約網路會使你的手機發送訊息給那個網路
但是又無法註冊

對你來說手機比較近
你所接收的電磁波強度也較強
因此收訊格數其實不用擔心
反而是手機送出來的電磁波比較強

為了省電手機不會一直與網路連絡
只有在打電話,收發簡訊,上網及移動時更改涵蓋範圍時才會與網路連絡
在家中手機幾乎不會發出訊號
不用太擔心電磁波的問題
http--library.ccut.edu.tw-exam-´HÂà-¹q¤l¾Ç.doc

http--www.bctest.ntnu.edu.tw-exam-9302-9302nature.pdf

http--www.hs.ntnu.edu.tw-~chemistry-87tp2.doc

http--www.hs.ntnu.edu.tw-~chemistry-8701tp3.doc

http--www.ly.ks.edu.tw-sc4-tests-92-ht1-6.DOC

http--www.sajh.ilc.edu.tw-¬q¦Ò¸ÕÃD-²z91133.doc

分壓定理

水果電池

交流電為何要用高電壓

低電壓驅動發光元件電路裝置

各國電壓

基礎電路

提高系統可靠性的電壓管理器選擇

電池元素:構成電池的四個主要部分分別是正極、負極、電解液以及隔離物,就一般的電池正極所使用的材料多為金屬氧化物或鹽類及氧( 對燃料電池而言 )等化合物;而對負極材料而言,常見的則為鋰或鋅等金屬。但在這些活性物質之外,在某些情況下尚需有支撐此類活性物質的存在,像是作為集電棒的碳,或是燃料電池中的催化劑等。

而在電極之外,電解質 、隔離物及包裝電池等部分亦有許多的元素被使用,以下簡述部分材料。

二氧化錳:主要使用於錳乾電池與鹼乾電池中作為正極的活性物質之用,在製造方法上則有下述三者:取自天然二氧化錳 ( NMD )、化學合成 ( CMD )、電解方式取得 ( EMD: 將錳礦物溶於硫酸中製成硫酸錳溶液後,再以電解的方式取得二氧化錳 )

在NMD部分,主要產自墨西哥、希臘、巴西、紐西蘭以及非洲等地。但若考量到純度的問題,直接使用 NMD 為材料並不妥,可是因為 NMD 具有價格上的優勢;故亦有部分錳乾電池是以 NMD、EMD 兩者混和作為材料。

利用化學合成 ( CMD ) 所得到的二氧化錳因為其重負荷特性較EMD來得差,所以多與 NMD 或 EMD 混合使用。


鋅與鋰:此兩種金屬因為具有較容易變成離子的趨勢,主要用於負極材料上。在價格上,鋅較鋰便宜;但鋰是最輕的金屬元素,其比重只有 0.534,也因此每單位重量的電流密度在所有金屬中為最大。較值得注意的是,鋰與鈉都會與水發生反應。所以在使用的電解液中,就不能採用水溶液。


汞:與鎳鎘電池所使用的鎘相同,汞與鎘都是具有危險性且對環境造成污染的元素,但汞因具有能形成優異耐蝕性膜的特性,故於電池領域中有著極重要的地位。主要的用途為:一為用於汞極電池上;一為以汞合金態 ( amalgam ) 用於負極作為防止鋅腐蝕之用。於鹼乾電池中,汞與中心處的鋅合金化,並造成防止鋅表面腐蝕的效果。而汞合金中汞的用量約為鋅重量的 9~10%,但隨著技術的進步此比例已逐年下降。

汞約略可分為汞合金中的金屬汞,氧化汞之類的無機汞以及為有機化合物的有機汞數類。隨著存在型態上的不同,所造成的污染與毒性亦不同;其中,金屬汞與無機汞除了直接進入人體外,大致上並無太大的問題。 但有機汞則具有很強的毒性,加上不易自人體排除,因此在使用與回收上要相當的注意。


電池的種類:關於電池的分類可以透過電池本身的充放電特性與工作性質大致區分如下:

.一次電池( primary cell ):僅能被使用一次的電池,無法透過充電的方式再補充已被轉化掉的化學能,故稱為一次電池。此類電池常見的有乾電池、水銀電池與鹼性電池等。一次電池的應用最早也最為廣泛,市面上販售的不可充電電池幾乎皆屬此類,如下圖所示的鈕扣型水銀電池、1號、2號以及3號電池等等。

.二次電池( secondary battery ):二次電池所指的就是可以被重複使用的電池。透過充電的過程,可以使得電池內的活性物質再度的回復到原來的狀態,因而能再度的提供電力。這類的電池有鉛酸電池 ( lead acid battery )、鎳鎘電池 ( nickel cadmium battery )、鎳氫電池 ( nickel hydrogen battery )、二次鋰電池 ( secondary lithium battery ),以及鋰離子電池 ( lithium ion battery ) 和高分子鋰電池 ( polymer lithium battery ) 等。

.燃料電池( fuel cell ):與前述兩者有相當大的不同,又被稱為連續電池。特色是陰陽兩極並無活性物質的存在,而是透過外部的系統提供,所以只要持續地提供活性物質,電池就可以持續的放電。在陽極部分,真正進行氧化反應的是空氣或是氧氣;而陰極部分則是以氫或者是煤氣等為主。此類電池如氫氧燃料電池 ( hydrogen oxygen fuel cell ) 等。此類電池尚在發展中,且受限於其較大的體積,主要用在發電機組上或最為備用能源。近來由於技術的提昇,有逐漸小型化的趨勢,並運用於電動車輛等領域。

此外,若以電池中的電解液的酸鹼度來做區分,則電池的種類又可以被分為鹼性、酸性以及中性電池等。而上面所提及的都是將化學能轉換成電能的電池,如果我們所使用的是太陽能,那就是屬於太陽能電池 ( solar cell ) 了。

.鋅錳乾電池:即常見的乾電池或碳鋅電池,以鋅為陽極,陰極則為碳棒加上活性物質二氧化錳,電解質由氯化銨、氯化鋅、澱粉等組成。在 25℃時可以提供 1.5V 左右的電壓值。此種電池的發展相當的早,約在 1862 年由法國人 G. Lechance 所發明;雖然發展的早,但因為具有價格便宜、製造容易、自放電率低、高重量能量比 ( 50~80 Wh/Kg ) 及攜帶方便的優勢;所以在一次電池中,仍然是產量最高、用途最廣的一種。

儘管技術發展已久,但還是有功率過小的缺點,使得該種電池並不適用於大電流的放電;此外,放電過程中也有著電壓不穩的問題。 鋅錳乾電池的開路電壓會因為儲存時間的長短及陰極二氧化錳的性質不同 ( 有電解二氧化錳、天然二氧化錳等 ) 而改變,範圍大概在 1.50~1.80V 之間。如果所使用的是電解的二氧化錳,因為純度以及活性較高的關係,可以提昇電池的電壓與電容量。

鋅錳乾電池的保存相當重要,若放置於高溫潮濕的環境中,會使得陽極的鋅產生腐蝕而進一步的造成嚴重的自放電情形。此外,鋅錳乾電池的密封良好度也相當重要;倘若密封情形不佳,電解液中的水分將會揮發掉,使得電池無法放電,另一方面也可能因為氧的進入電池而造成自放電率加劇。

.鋅汞電池:即常見的水銀電池,因為電解液為鹼性故屬於鹼性電池,常見的形狀除鈕扣型外亦有圓筒型。負極使用 90% 的鋅粉與 10% 的汞製成,正極則為 80~95% 的氧化汞與 5~15% 的石墨組成,電解液是 35~40% 的氫氧化鉀溶液。此類電池放電平穩、開路電壓也非常穩定、易保存且有相當高的體積能量比,於 25℃ 時具有 1.34V 的放電電壓。因此,適用於助聽器或照相機上。

.鋅空氣電池:被視為汞電池的替代品,結構上與鋅錳乾電池以及鎂乾電池都相似,所使用的陽極材料為金屬鋅,但陰極則是空氣中的氧或為純氧,電解液為氫氧化鉀水溶液。因為陰極所使用的是氣體,所以罐體無法密封;因此使得電解液的成分會隨環境改變,而進一步影響到電池的性能。但也因為此氣體可使用取之不擷的空氣,所以成本與體積皆可降低。此電池的開路電壓約為 1.4V,但工作電壓則隨放電條件的不同而會在 1.0~1.2V 間變化。

.鎳鎘電池:鎳鎘電池是以氫氧化鎳為正極活性材料,負極使用的是海綿狀的鎘,電解質為KOH,電解液為水。電壓值為 1.2V,體積能量密度約為 130~200 Wh/L,重量能量密度則是在 40~50 Wh/kg 間。因為發展已久,成本較低;再加上循環壽命長達 2000~4000 次,以及大電流放電的特性、適用溫度範圍廣、自放電率小等的優點所以佔有率頗高。不過受到記憶效應的影響,效能會隨充放電次數增加而下降。鎳鎘電池的市場佔有率在數年前相當的高,但受到環保意識抬頭的影響,有鎘污染疑慮的鎳鎘電池佔有率已逐年下降。

.鎳氫電池:鎳氫電池與鎳鎘電池所使用的陽極材料與電解液相同,都是以氫氧化鎳為陽極活性材料,電解液是以水及電解質 KOH 組成。但鎳氫電池的陰極活性物質則是儲氫合金。所能提供的電壓約為 1.2 V,具有不錯的能量密度 ( 50 ~ 60 Wh/kg 或 250 ~ 300 Wh/L ),以及良好的循環壽命。因為所使用的陰極活性物質不含鎘,所以不會像鎳鎘電池有鎘污染的問題。但鎳氫電池在高溫下效能較差,且在一般使用上有自放電率高及記憶效應的問題。

.鉛酸電池:鉛酸電池也是一種歷史悠久的電池系統,所使用的陽極為鉛、陰極是二氧化鉛,電解質則為 27~39% 的硫酸溶液,在 25℃ 時能提供 2.0V 的電壓。因為該電池具有電動勢大、操作溫度廣、結構簡單、技術成熟與價格低廉等的優勢,再加上兩好的循環壽命,使得此種電池的產量與產值在電池產出中具有相當重要的地位。其應用以汽機車領域為主,或用於UPS、無線電機、緊急照明設備、通信電機以及工業用電機設備等處。此外,也有使用於電廠中,作為緊急的電力來源之用。

.一次鋰電池:所有以鋰金屬為陽極活性材料的電池皆可稱作鋰電池,因為鋰金屬具有較負的電位值與密度小的特性,所以搭配上適當的陰極便可構成具有高重量能量比、高放電電壓、放電電壓平穩、自放電率小、儲存壽命長、工作溫度範圍廣 ( -20 ~ 50℃ ) 以及低溫性能佳的良好電池。而陰極的選擇可以為 I2、Ag2CrO4、MnO2、CuO、SO2、SOCl2 等等,在電解質部分也有有機電解質、無機電解質、固態電解質、熔融鹽類電解質等。透過這些不同的組合,鋰電池可以為一次電池也可以為二次電池;這裡的一次鋰電池指的是鋰二氧化錳電池。其所使用的陰極、陽極分別是二氧化錳與鋰金屬,電解液為加入約 1 ml/L 的 LiClO4 的有機電解液,而開路電壓為 3.5 V,工作電壓則是 2.9 V。

正極: Li → Li+ + e-
負極: MnO2 + Li+ + e- → LiMnO2
全反應: MnO2 + Li → LiMnO2

.鋰離子電池:鋰離子電池以鋰鈷氧化物、鋰錳氧化物、鋰鎳氧化物等作為陽極活性材料,在陰極材料的部分則為碳材料,電解質也有許多種可能:LiPF6、LiClO4、LiBF4等,電解液為PC與EC為主。電壓可達到3.6V,而能量密度為250~300 Wh/L(或90~110 Wh/kg)。該電池具有相當高的能量密度及工作電壓,再加上長循環壽命與較無記憶效應的特性,使得鋰離子二次電池佔有率日益上升。但其成本過高,過充、放電時有安全顧慮而需保護迴路等問題仍是需要克服的缺點。

充電反應式可寫為:
正極: LiCoO2-------> Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
負極: 6C + xLi+ + xe- ------->LixC6
全反應: 6C + LiCoO2------->LixC6 + Li1-xCoO2

.高分子鋰電池:高分子鋰離子電池以高分子電解質取代液態鋰離子電池所使用的是有機電解液,以避免後者容易揮發燃燒與造成漏液的現象,使得高分子鋰電池有更佳的安全性。這是因為此種高分子電解質,一方面可以作為傳導離子的媒介、一方面又可以作為隔離膜使用,再加上與鋰金屬的反應性低,所以在安全性方面受到的質疑較小,也因此受到廣泛的研究與開發。 在分類上,高分子鋰離子電池因所使用的高分子電解質有不同而有完全固態的固態高分子電解質與加入可塑劑的膠態高分子電解質兩類。


廢電池回收:一顆如鈕扣般大小的電池,如果沒有妥善回收處理,可以污染六百萬噸的水,相當於一個人一輩子的用量,而目前台灣每年還有超過一萬公噸的廢電池沒有回收。立委要求環保署切實做好廢電池的回收工作,同時也要密切注意大陸廉價非法電池,所造成的環保問題。

台灣地區每年使用約1萬公噸之乾電池,但回收之廢乾電池尚不及10%,。乾電池中含有汞、鎘、鉛等有害物質,若採取掩埋棄置或焚化處理,有害物質將長期儲存於水源與土壤中,對生態環境與人體健康將產生極大的危害。

電池的危害:據研究報告指出,單單一顆一號電池爛在泥土堙A就會使 1 平方公尺的土壤永久失去利用價值;一粒鈕扣電池就會使 600噸水無法飲用,相當於一個人一生的飲水量。對自然環境威脅最大的五種物質,電池裡就包含了汞、鉛、鎘三種,若將廢電池混入生活垃圾一起填埋,滲出的汞及重金屬物質會滲透土壤、污染地下水,進而進入魚類身體、農作物中,間接威脅到人類的健康。
 

參考資料
http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/index.html

 
水果電池

颱風季節來臨,
不妨試試製作「水果電池」,
以備停電不時之需。

 

伏特電池構造與原理

電池內產生電力的構造是什麼?除了太陽電池和燃料電池外,電池需要利用兩種金屬,使其成為正極與負極,在他們之間則置有鹽酸或鹼液等導電性的物質,這些物質一般稱為電解質。
電解質可以游離出金屬離子,一般說來,任何金屬接觸到電解質,都會放出電子,成為帶正電的離子。這個離子化的傾向的程度,隨著金屬的性質而異,從表一中可以了解大概。

表一、金屬的離子化傾向(向左漸大,向右漸小)

西元一八○○年左右,伏特發明的電池,是由鋅板和銅板做兩極,兩極間隔著塗上稀硫酸的布。由於鋅的離子化程度較銅為強,鋅金屬便會在稀硫酸中放出電子成為離子。但銅卻沒有發生這樣的變化。於是,兩極間連接導線之後,猶新放電子,便經由導線流向銅。由於電流與電子的流動方向相反,因此電流是由銅流向鋅,這便是以銅作為正極的電池。

表二、電池的兩極

  正極 負極 電力
乾電池 1.5V
水銀電池 汞合金 1.3V
鉛蓄電池 二氧化鉛 2V
鹼性電池 氫氧化鎳 鐵與鎘的混合 1.2V
伏特電池 1.1V
水果電池 約0.4V

水果電池實作

現在,我們不妨就利用我們家中現有的材料,做個電池來看看。這時鋅的代用品是做菜常用的鋁箔(與鋅的離子傾向很接近),找個銅幣作為銅的代替品,而稀硫酸的代用品則是檸檬汁,將檸檬汁塗在紙上,以它來隔開鋁箔與銅幣(如圖一所示)。

圖一

但是小燈泡並沒有亮,像是電力不足的樣子。這麼說來,當時伏特可能是將鋅與銅的電池,疊上幾層後,才能讓它產生足夠的電力。
那麼,我們也將檸檬電池疊上幾層看看。不過,上下兩片鋁箔會接觸到,我們得利用塑膠片來絕緣。然而當當我們疊上八層電池之後,卻發現電池仍然不亮。看起來燈泡雖小卻蠻耗電的,難道沒有耗電在少一點的東西嗎?讓我們來看看液晶電算機如何?消耗電力剛好是0.0003瓦特,蠻合乎要求的,我們就利用它來試試看(將它與八層的檸檬電池串聯起來)。
這檸檬電池的電力到底有多少?我們拿1.5伏特的乾電池與之並用,發現1.5伏特的乾電池與四層檸檬電池電力相當,也就是一層的檸檬電池相當於0.4伏特的電力。不過電池的電力通常會因電流的流動而減少。除了摩托車的電瓶不會如此外,一般甘但遲均會發生這種情形。因此我們製作的檸檬電池,說不定也有此現象。所以連接電算機時,一層至少要當作0.4伏特來看。市面上販賣的電池,為了避免電力減少,可能會使用一些物質,放在正極的周圍,以減少電力的損失。
手錶消耗電力較少,應可以利用檸檬電池提供電力。
如果檸檬都可以用作電池的材料的話,那我們身邊有許多的東西,應該也不成問題!不錯,無論是醋、葡萄、蘋果、梨、蕃茄、西瓜等多汁的水果都可以作為電池的材料(圖二、三、四)。這些電池我們就稱為「水果電池」。

圖二、檸檬電池

圖三、西瓜電池

圖四、 番茄電池,是水果電池中,電力最強的一種。
即使減去兩層,僅餘六層,效果也不減。

 

此外,圖五是電池的符號。這個符號,實際上就是由伏特的積層電池構想而來的。

圖五、電池的記號,是由基層電池的形狀而來的靈感。

(本網頁取材自科學眼雜誌第22期)


 

參考資料
http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/sir/content/cph8/c1001.htm

電池容量測試

電磁學之發展與世界之電化

台灣環保聯盟總會 在新的視窗中打開此搜尋結果
提供反核相關資訊。 ... 1.針對行動電話基地台及相關設備,政府應訂定以預 防原則之安全電磁波防範標 ... 【歡迎報名】 電磁波防護講習(預約報名,額滿開課) 2006環境公共事務人才培訓(4/6起) ...
2006.03.30  中國時報
電磁波VS.健康
葉政秀(中華民國能量醫學學會秘書長)
    隨著現代科技高度發展,電磁波的爭議話題不斷。電磁波對人體的反應,電力專家對電波比較內行,咸認為電波對人體無害,但是電磁波有電波和磁波相伴而生,磁波對人體的影響,長期以來不受重視,遑論有什麼科學數據。

    正負極磁場 對人體有不同影響

    早在1930年代,最早發現「磁鐵的兩極對人體有不同的生理反應」的Dr. A. R. Davis,經數十年的獨力試驗和追蹤指出:正、負極同時存在的磁場和電磁波具有使人興奮、亢進和活化的作用,會促進交感神經興奮、壓力反應和血液酸性化;相反的,負極的磁能具有使人鎮靜、抑制的作用,會促進負交感神經興奮、紓解壓力和血液鹼性化。

    暴露電磁波過久 男女易不孕

    根據研究,電磁波污染最權威的Dr. RobertBecker指出:暴露於電磁波過久者,男性的精子會大幅度的減少或弱化,久而久之無法傳宗接代,人類不就會滅絕嗎?女性則不易著床或容易流產,肢障兒和智障兒的比例亦隨著增高。他同時著有「人體電」一書,明白指出電磁波的正電效應,可以用電的負極加以逆轉。

    夜間睡好覺 抵消電磁波危害

    人體日出而作、交感神經本來就興奮,不知不覺暴露於電磁波中,其作用只是相加的。只要入夜充分酣睡(充地球磁場的負磁能),一覺醒來,日間的電磁波危害,大概就可以抵消;但是人體日落而息,必須使副交感神經起作用才能順利入眠。入夜後仍置身於電磁波的干擾,那麼其危害是相乘的作用,通常是壓力上身、白血球增加。長此以往對健康會產生惡性循環。

    現在的辦公室或居家都已離不開電腦,自動化辦公室更是可怕,因為每個人的頭部正好緊鄰後面同事的電腦。鍵盤距離人體腹部最近,其對健康的影響尤其大卻最令人疏忽。

    變電所附近的住家居民和醫院的病患及值夜班的醫事人員乃至各高科技廠內自動化設施的夜班值職者也都要注意自保。

    負離子負磁能 緩解電磁波危害

    從能量醫學的觀點,電磁波會使環境正離子增加,使人興奮、壓力上身、血液酸性化;而能釋放負離子或負磁能的產品,則可以將電磁波的副作用中和且不會衍生任何毒物。而真正可以產生負離子或負磁能的產品,可以有喝的、穿的、戴的乃至空氣清靜機,社區內或居家內用的負離子SPA,都可以緩解電磁波對健康的不利。

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磁場對人體的影響? - Yahoo!奇摩知識+ 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 而行動電話或基地台產生的電磁波 ... 因此,他認為,民眾處於各項電器設備圍繞的生活中,還不需要因磁波或其他輻射波的因素而杞人憂天。 ... 選用電磁波小的製品 電燈泡比日光燈小,無線電話比行動電話小。 4. ...

「電磁波」指電視機、收音機等廣播電波,以及太陽光線等。

 

在電場及磁場相互作用下產生的電磁波,能以電波型態傳播至極遠的地方,電視機、收音機等廣播電波以及太陽光線均屬於電磁波。

 

另一方面,由電力設備及家電設備產生的電磁波頻率極低,電場及磁場之間相互作用不大,可忽略電波的存在,而將電場及磁場視為單獨存在;其電場及磁場結合後呈現的狀態則改稱為「電磁場」。就能量及效應而言,「電磁波」與「電磁場」兩者並不相同。

實驗 4.3 暫態電磁波 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 4-37. 實驗. 4.3. 暫態電磁波法. 一. 目的. 實習時間域電磁波法。 利用暫態電磁波儀之實際操作,了解時域. 電磁波法之原理及探勘方式,並從施測所獲得之數據作定性之分析, ... 電池. 12 V. 兩個. 皮尺. 一條. 三. 原理. 暫態電磁波法 ...
行政院環境保護署 電磁波知多少? 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 根據統計台灣地區目前登記有案之基地臺已達一萬四千餘站,從學術研究觀之,行動電話基地臺所產生之電磁波,與電子物理領域之電磁場、無線電波等均同屬「非游離性輻射」,它們不同於紫外線、γ射線、X射線等「游離輻射」會傷害到人體細胞。 ...

只在有開機的瞬間螢幕會產生輻射,只要在開機時螢幕亮起那一剎那遠離螢幕前方即可避免!


2.
怕打大哥大會傷腦嗎?答案是:只會傷眼睛;大哥大只會產生微波,而非電磁波,而微波一分鐘會使眼  睛溫度升高攝氏0.02度,會引發白內障,所以儘量用耳機,若不用耳機,也盡量不要戴金屬框打手機!


3.
您知道電磁波產生最多的地方是那媔隉H答案是:插電的電線!所以盡量離電線遠一點!而床頭音響也  是不能放在床頭,要放在床尾,而且睡覺時頭部附近不要有插電的電線(如電話、音響、吹風機等)!


4.
您怕曬黑嗎?若您怕曬黑,恭喜您,出門不用撐傘了!因為容易曬黑的人,表示容易產生黑色素,黑色  素可以自然抵抗紫外線,所以不必怕皮膚癌;若不易曬黑的帥哥美女,就必須乖乖撐傘了.但不管如  何,一定要記得戴太陽眼鏡,因為眼睛無法自我保護,曬太多容易得白內障!


5.
微波爐只要避開前面就好了嗎?答案是,在使用時最好離開方圓50公分以外,否則內臟烤熟了都不知道!

物理問題 討論區 - 縱波與橫波的區別 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 討論區首頁 >> 物理動畫:註冊者可以取得動畫相關檔案 >>振動和波動>>縱波與橫波的區別 ... 我們也較常直接見到橫波的波動。 然而 我們所發出的聲音在空氣中傳播時 卻是縱波。 ... 以下動畫希望能幫助網友對於 縱波與橫波 有較直關的感覺。 ...


波,為物質擾動時使振源傳遞能量的一種現象,最基本的則為力學波(機械波),其中又分為橫波與縱波。除了一般的彈簧波、繩波或聲波,地震波亦能顯現出橫波或縱波的現象。地震,就是突然而強烈的震動。當地球內部長期積累起來的地應力(即單位面積上產生的抵抗外力的力)超過岩層所能承受的限度時,岩層便會突然發生斷裂或錯位,使積累的能量急劇地釋放出來,並以波動的震盪形式向四方八面傅播出去,令地面發生震動。當地震發生時, 激發出一種向四周傳播的彈性波, 稱為地震波. 地震波從震源傳出, 穿越地球介質(地殼, 地幔和地核), 帶了大量地球深部能量後到達地面,地面就強烈地振動起來。 這些地震波就所引起地面振動, 正是造成人們感覺地震和房屋受破壞的直接原因。而地震波主要有橫波與縱波兩種不同方向,當發生一個新地震時就可利用這兩種波的走時差來求得震中位置。 一旦地震發生,而地殼為垂直斷裂時,無論傳播能量的方向為前後或左右,皆是橫波狀態;相反的,地殼若為左右方式斷裂,形成左右震動波形,則依傳播能量的方向而有所不同,若能量往前後傳播,造成的仍為橫波,但往左右傳播時,自然是形成與震動方向平行的縱波。故地震所造成的波形權決定於地殼斷裂和傳播能量的方向。
 

第十三章波 動 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 一彈簧原長 l ,兩端施力使其長度成為 2 l ,若在此彈簧上產生一橫波 ,其波. 速為 ... 2 次以產生橫波 ,則波長為(A) 1 米(B) 2 米(C) 3 米(D) 4 米(E) 5 米 ...
軸向橫波在含壓電纖維複合材料之多重散射與其界面性質之影響研究 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 討論軸向橫波在單一壓電圓柱之散射現象,藉以探討在電場與應 ... self-consistent model及統計學上的平均化的步驟,求出軸向橫波在無 ... 當一軸向橫波在一非均質材料中傳播時,因異質體的存在,會導. 致多重散射現象,造成同調波 ...
※波的性質 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 秒,則此列橫波的波速為 (A)34 公尺/秒 (B)26. 公尺 ... 並將其兩端固定,則繩上橫波之波速應為 。【88 日大】答:2v. 單元. 16 波 吳錫玠老師 編授 ... 1.圖中實線為一列向右方行進的橫波在 t=0 時. 的波形,而虛線則為此列橫波 ...
彈簧 與 縱波 在新的視窗中打開此搜尋結果
Java 物理動畫:彈簧 與 縱波 ... 彈簧 與 縱波. 以下有一組彈簧,彈簧間繫著具有相同質量的質點, ... 發覺彈簧運動時所遵守的法則與特性!例如:系統的質心 ... 觀察 縱波如何傳遞! 歡迎批評指教! ...
3.10.5 光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 係,那麼我們今天就來仔細的討論光的反射情形吧! 教材內容: ... 2.將鏡子斜放在光線盒內,可見反射光會朝相同角度的反方向反射回去。 ... 光照射到鏡子,鏡子又以同樣的角度反射,所以臉上凹凸不平的輪廓就能 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當光線行進遇到不同介質時, 總是有部分的光線被反射回來. ... 若是反射面很平滑,例如非常平靜的水面,可以清楚的看見附近景象的倒影。 路面上積水處往往會見到刺眼反射的陽光。 右圖是顯微鏡下 一張紙表面的結構. 看四平整的紙張表面 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光線在真空或介質中 會沿著直線前進,當光行進 在兩不同介質的介面上會有部份光線反射回同一介質。 ... A路徑代表入射光的行進方向,B路徑代表反射光的行進方向。 與介面垂直的線稱為法線,入射光和法線的夾角稱為入射角即a,反射光和法線的夾角稱為反射角即b 。 ...
小小神經科學:反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 反射. 瞳孔對瞳孔. 適用3-12年級. 實驗方法. 黯淡無光的房間裡。 ... 膝蓋反射,您也許有醫生的問診時做過。 在這個測試,醫生輕敲您的膝蓋骨下方而後您的小腿就會往前踢。 ... 從輕敲膝蓋到腿反射只需要大約50 毫秒的時間。 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (2)入射角等於反射角 。 表面平滑的物體,易行光的單向反射,形成刺 目的強光,反而看不清楚物體。 ... 光的反射. 光射到兩種不同的界質時,便有部分光自介面射回原界質中 的現象,稱為光的反射反射定律: (1)入射光線、反射 ...
Properties of Light 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當水面平靜時,對光線呈鏡面反射,可以看見很清晰的倒影. ... 注意在42度角的範圍內天空看來特別明亮,好像是會反射陽光的鏡子一般. ... 所有的光線在右斜界面處都有內反射,但其中前三道光線大部份的能量都穿出了菱鏡. ...
望遠鏡簡介 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 2-3反射式天文望遠鏡 2-4反射式望遠鏡的構造及各部解說 ... 這是天文望遠鏡的一大突破,因為反射式望遠鏡在製造上遠比折射式望遠鏡容易的多,並且沒有折射式望遠鏡的色差現象,能讓觀測品質大幅提昇。 1672年, ...
第十五章光的反 射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... <1> 凡由物體所發出之光 ,經反射或折射後 ,會聚而成之圖形, 稱為物體的像。 <2> 種類 : ... 為單色,則反射後的頻率不變(C) 入射角和反射角大小一定相同(D) 入射線和反 ... 鏡面反射後再射至天花板上,則天花板上日光移動的速率? ...

反射板(reflector)也有人叫它反射片, 顧名思義就是將側投光反射到面板.  既然反射效率要好,   想當然耳就是白色最棒喔.  有誰會選一種有色材質的來吸收可見光波呢.  況且,  液晶面板底下還有彩色濾光片呢, 總不能選個顏色來干擾吧.  反射板的材質以 Polyester 為大宗,  加一些無機填充料,  像是二氧化鈦或是硫酸鋇這類的  '白粉' . 如果你還嫌我的白不夠白,  偷偷加點螢光藍,   把不可見光區的波偷偷轉換一點過來,  或者在裡頭加一點發泡劑之類的充充胖子 ( Toray的 E60L就是這樣搞, 還有專利呢),  3M還有把它壓成菱紋呢,  動這麼多手腳,  花這麼多腦筋,    其實就是要證明-----還是我的白厲害.......

§11-4:繩波的反射與透射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 物質科學(物理篇)下冊 第十一章 波動 §11-4:繩波的反射與透射. P7 ... 實波與虛波在固定端合成反射波(僅供參考) 虛波. 虛波. 虛波. 虛波. 虛波 ... (2) 當入射波傳遞到自由端時,會產生一個波形上下不顛倒、左右相反的反射波。 5. ...
反射片型光電感應器的由來及偏光濾鏡的探討 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 如此,為了防止誤動作而選用對照型電眼之前,只要沒有檢測範圍的因素,我們建議採用附有偏光濾鏡的反射片型電眼。 ... 有鑑於此,人們利用光線反射原理製造出反射片型光電感應器。 ... 反射片型電眼雖然克服了價格與安裝上的不便,但是它也有些弱點: ...
第二章 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 布拉格定律為X光繞射學重要的定律,厄瓦特(Ewald)配合倒晶格空間和反射球(sphere of reflection)的觀念,加以發揚光大,成為結晶學容易解釋繞射現象的學問,應用廣泛。 ...
實驗十 反射光的偏極 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 普通物理實驗(五) -光學實驗 (實驗十 反射光的偏極) ... 玻璃板放到稜鏡台上,反射面與稜鏡台直徑重合。 3. 利用高斯目鏡之功能,調整待測玻璃板反射面與望遠鏡垂直。 4. ... (一) 觀察反射光與透射光的偏極現象。 (二) 觀察多層玻璃反射 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 1.以傾斜45度的平面鏡將箱子分成前後兩個空間,反射面須朝向觀眾,花藏在鏡後。 ... 2.將教室的燈關掉,點燃數支拜拜用的香,煙霧繚繞,再以雷射筆的光束射向平面鏡,此時入射光束和反射光束,將無所遁形。 ...


 

黑板會反光並不是因為塗料不夠「黑」。縱使黑色的東西會吸收大部份照射在它上面的光,總會有小部份的光被反射。尤其是造得十分平滑的黑板,那大而光滑的表面會將大量光線反射於同一方向。雖然黑板上白色的字會反射較多的光線,但粗糙的表面將光分散地反射,而文字的反射面積又小,所以還是被黑板的反射光蓋過而看不清黑板上的字。

平滑與否不是直接引發反光的問題,只是反射出來的光線容不容易觀察,平滑面反射的光線較集中,所以反射的光線容易觀察,而不平滑面反射(漫反射)的光線散亂,所以難於觀察

完全黑色的物質會吸收光,而不會反射光線,只是要做到完全吸收光波的黑色十分困難,而且黑版的面不是完全清潔,例如塵和殘留的粉筆也會令光線產生反射
參考資料:

http://hk.knowledge.yahoo.com/question/?qid=7006032200603&amp;others=1

黑板會反光並不是因為塗料不夠「黑」。縱使黑色的東西會吸收大部份照射在它上面的光,總會有小部份的光被反射。尤其是造得十分平滑的黑板,那大而光滑的表面會將大量光線反射於同一方向。雖然黑板上白色的字會反射較多的光線,但粗糙的表面將光分散地反射,而文字的反射面積又小,所以還是被黑板的反射光蓋過而看不清黑板上的字。
參考資料:

http://www.hk-phy.org/iq/blackboard/blackboard.html

為甚麼黑板也會反光?

為甚麼我們很難看到反光黑板上的文字?

 

黑板反光!?
  黑板反光!?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

黑板表面其實是一種有細砂的漆(乾掉表面會像1000號的水砂紙一樣)
會反光的話 是因為砂已經被磨掉了 重新上漆以後又像新的一樣

白板是光滑的表面 這樣麥可比寫上去才擦的掉
所以當然會反光囉

光在普通下都一直是直線前進,直到碰到有不一樣的介質,例:光從空氣射入水中,此時會發生折射現象〈常識吧!〉,但是並非完全都進入水中!此時也會發生「反射現象」(解題關鍵),所以在一個湖泊表面可能會有亮亮的光從水面射出。
任何光從一個介質到另一個不同的介質會同時發生折射現象和反射現象,只是因為不同介質而有不同的比率,例:鏡子和玻璃都可以照出人的樣子,但是鏡子的反射光線比玻璃來的多,所以從鏡子可看到自己的樣子較清楚。
同樣的,黑板也一樣,強光照射到黑板時,反射的光線比折射多很多,所以就會向您的圖片一樣(但是好像太誇張了)。
至於為甚麼我們很難看到反光黑板上的文字?我覺得有兩個原因:
1.眼睛所看的光線強度是不能太強的,所以強光照射到眼睛的反射作用會把眼睛給閉起來或瞇起來,這樣當然很難看到字囉。
2.但是這才是主因,有時候雖然光線強度不會太強,但依然很難看到的文字,我們的眼睛看的到顏色是由物體反射出來光線而定,光線是由紅橙黃綠藍靛紫七種顏色混合成的,設物體只反射紅光,我們就會看見物體是紅色的,其他的光線都被物體給吸收了。
所以我們看到字也是此原因,當光線反射時幾乎是白色的,所以不管是任何顏色的字都會被白色給吞噬(白光為所有顏色的綜合體),再加上反光是一片的反光,變成黑板反光的地方是白白的一片,沒有其他顏色映襯,當然我們很難看到反光黑板上的文字。

我以簡單的方式回答。
光在普通下都一直是直線前進,直到碰到有不一樣的介質,例:光從空氣射入水中,此時會發生折射現象〈常識吧!〉,但是並非完全都進入水中!此時也會發生「反射現象」(解題關鍵),所以在一個湖泊表面可能會有亮亮的光從水面射出。
任何光從一個介質到另一個不同的介質會同時發生折射現象和反射現象,只是因為不同介質而有不同的比率,例:鏡子和玻璃都可以照出人的樣子,但是鏡子的反射光線比玻璃來的多,所以從鏡子可看到自己的樣子較清楚。
同樣的,黑板也一樣,強光照射到黑板時,反射的光線比折射多很多,所以就會向您的圖片一樣(但是好像太誇張了)。
至於為甚麼我們很難看到反光黑板上的文字?我覺得有兩個原因:
1.眼睛所看的光線強度是不能太強的,所以強光照射到眼睛的反射作用會把眼睛給閉起來或瞇起來,這樣當然很難看到字囉。
2.但是這才是主因,有時候雖然光線強度不會太強,但依然很難看到的文字,我們的眼睛看的到顏色是由物體反射出來光線而定,光線是由紅橙黃綠藍靛紫七種顏色混合成的,設物體只反射紅光,我們就會看見物體是紅色的,其他的光線都被物體給吸收了。
所以我們看到字也是此原因,當光線反射時幾乎是白色的,所以不管是任何顏色的字都會被白色給吞噬(白光為所有顏色的綜合體),再加上反光是一片的反光,變成黑板反光的地方是白白的一片,沒有其他顏色映襯,當然我們很難看到反光黑板上的文字。(有如再白紙上寫白字)
以上為我學習內容的綜合,如有錯誤網友可以多多指教。
 

參考資料:

http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305092707669

黑板表面其實是一種有細砂的漆(乾掉表面會像1000號的水砂紙一樣)
會反光的話 是因為砂已經被磨掉了 重新上漆以後又像新的一樣

白板是光滑的表面 這樣麥可比寫上去才擦的掉
所以當然會反光囉

光在普通下都一直是直線前進,直到碰到有不一樣的介質,例:光從空氣射入水中,此時會發生折射現象〈常識吧!〉,但是並非完全都進入水中!此時也會發生「反射現象」(解題關鍵),所以在一個湖泊表面可能會有亮亮的光從水面射出。
任何光從一個介質到另一個不同的介質會同時發生折射現象和反射現象,只是因為不同介質而有不同的比率,例:鏡子和玻璃都可以照出人的樣子,但是鏡子的反射光線比玻璃來的多,所以從鏡子可看到自己的樣子較清楚。
同樣的,黑板也一樣,強光照射到黑板時,反射的光線比折射多很多,所以就會向您的圖片一樣(但是好像太誇張了)。
至於為甚麼我們很難看到反光黑板上的文字?我覺得有兩個原因:
1.眼睛所看的光線強度是不能太強的,所以強光照射到眼睛的反射作用會把眼睛給閉起來或瞇起來,這樣當然很難看到字囉。
2.但是這才是主因,有時候雖然光線強度不會太強,但依然很難看到的文字,我們的眼睛看的到顏色是由物體反射出來光線而定,光線是由紅橙黃綠藍靛紫七種顏色混合成的,設物體只反射紅光,我們就會看見物體是紅色的,其他的光線都被物體給吸收了。
所以我們看到字也是此原因,當光線反射時幾乎是白色的,所以不管是任何顏色的字都會被白色給吞噬(白光為所有顏色的綜合體),再加上反光是一片的反光,變成黑板反光的地方是白白的一片,沒有其他顏色映襯,當然我們很難看到反光黑板上的文字。
參考資料:

http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1405121111586

... 某一經度為g 角的繞射點成雙曲線的一支,在圖4-10(b)成晶帶(zone)A的經線,據此經線90° 的PA點,為這些晶體反射面的晶帶軸。 ... 若晶體相當厚,吸收X光亦大,則使用後向反射勞厄法取勞厄圖樣,否則X光後向反射能力較弱(見6-5節) ...
... 目前所謂的光學迷彩,實際上是有一點類似於魔術的表演,原理是利用原反射和影像投射技術來達到光學迷彩的效果。 ... 由於原反射性物質會將光線照原路射回到觀察者的眼中,故就會產生物體有透明感。 幾個原反射性質的材質比較. 材質. 優     點. 缺    點 ...
... 牛頓發明的反射式望遠鏡. 牛頓發明的反射式望遠鏡,其物鏡的口徑只有 2.5 厘米,但它是後來所有反射式望遠鏡的祖先。 ... 因為入射光經過牛頓反射式望遠鏡直至聚焦,並沒有類似入射光在折射式望遠鏡行中會因透鏡所形成的『光行差』而造成『色差現象』 ...
... 人能看到鏡中的像,是因為眼睛接受鏡子反射物體的光。 那白紙也反射所有光線,但眼睛卻看不到像?(台北縣/積穗/國二/ dove) 小胡桃姐姐: 鏡面能夠反射大多數的光線,但白紙卻否。 光線仍能夠穿透紙,就像日本式的紙窗還是會讓室外的光線透進來。 ...
... 但這片冰雪如果開始融化縮小,反射的陽光便會減少,倉庫的效用也變得較差,最終將會使整個地球的氣候暖化。 ... 這些系統中,冰反射率回饋(ice-albedo feedback)是最主要的一個。 ... 這樣的表面反射大部份但非全部的入射陽光。 ...
... 由於反射所造成的問題,在A r F(1 9 3 n m)將 ... 層(B A R C)。這些抗反射層的最主要功能. 在於降低空氣–阻劑介面( TA R C)與阻劑. –基材介面( B A R C)之反射率,使之最小. 化。 ...
... (3) 干涉反射:表面呈現七彩的折射,如肥皂泡泡、浮油表面、孔雀羽毛、真珠貝之表層等。 (4) 螢光與燐光:借光源之光,反射出與原來不同的特殊光為螢光(Fluorescence)。受照射時無異樣,息光後會呈現出特別蓄光者稱為燐光(Phosphorescence) ...
... t2:為光自半反射鏡穿透,射入鏡 2,再反射回來而被觀察者看到的時間 ... ( PS.實際上是要測量兩道反射光產生的干涉效應 ) ... 穿過的那道射入"鏡2"再反射回來;反射那道則射入"鏡 1"再被反射,而由圖下方的觀察者觀察這兩道被反射回來的光。 ...
... 房間保持黑暗,把光筆垂直照在水箱側壁,在前方和後方的牆上,會出現透過和反射的光點。 ... 這表示光照射透明物質(例如玻璃和水)表面的時候,反射和折射會同時發生。 我們稱這種現象為「部份反射,部份折射」。( 圖二) 光的全反射 ...
... 眼睛所看到的表面色,是物體吸收了部分的光線及反射其餘色光的結果。 ... 因物體之性質不同,其種類包含表面色(反射色)和透過色。 光源與光源色 ... 反射都是一樣的平均,而藍色的顏料是在440nm的反射較大,綠色顏料是在520nm的位置反射較大。 ...
... 部份光線會被反射,部份光線會被折射。 ... 但少部份在水滴內經過一次反射的光線,在第三次遇到水滴與空氣的邊界時, ... (參考 物理動畫: 波行進至兩介質介面時的行為 -- 反射與折射: ... 便可 分別計算出 反射光/透射光 與入射光強度的比值。 ...
article ... 不過,光線也可能經過數次反射後,才離開水珠。 ... 因此第二條彩虹比第一條更高,由於每次反射都失去了些光線,所以第二條較暗,此時在數學上可以證明(詳情可參閱附錄)在 Dext 時,θ 不是最大而是最小角。 ...
... 一個輻射光束入射於一面積元時, 能量是守恆的, 即反射率、透射. 率和吸收率的和等於 ... 球反射率. 19. Stefan-Boltzmann 定律是說 (A)黑體輻射強度最大處的波長和溫度成反比. ...
... 雨後經常可以看到的彩虹,是因為空中飄浮的小水滴就像一個個的球形透鏡,陽光射入水滴後,經過折射、反射再折射出來,進到我們的眼睛。 ... 但少部份在水滴內經過一次反射的光線,在第三次遇到水滴與空氣的邊界時,部份被折射出去的光線會形成『虹』 ...

tw.knowledge.yahoo.com/question/index?qid=1305100512275 - 54k - 2006/09/12 - 庫存頁面 - 更多此站結果

... 構為利用冷陰極管的線型光源經反射罩進入導光板,轉化線光源分佈成均勻的面 ... 加上圓柱狀外形因此很容易與光反射元件組合成薄板狀照明裝置,故目前以冷陰 ... 烯壓製成表面光滑的楔形板塊,然後用具高反射率且不吸光的材料,在導光板底 ...
... Ambient Color / 環境顏色:有光的環境物件絕不會全黑,物件也會受環境物的顏色件反射光線給它。 ... 例如:飛過沙漠的飛碟,金屬飛碟上的反射看的出是沙漠環境. 此時可以用沙漠圖來當環境貼圖 。 ...

home2.usc.edu.tw/A9207042/maya2.ppt - 548k - 以html格式查閱 - 更多此站結果

... S 出發,經由 m 半透鏡反射通過齒輪上的空隙達遠方平面鏡,反射後若 ... 由於反射定律, 物(O)與像(I)對平面鏡而言是對稱的。 平行鏡面方向. I. O. v. v ... 4)凡滿足反射定律之路徑,其在空間. 中行走之路徑必為最短路徑。 若. P ...

www.tnfsh.tn.edu.tw/teach/phi/physicsteaching/phys-PDF/mark (39).PDF - 150k - 以html格式查閱 - 更多此站結果

... 在遠程通訊方面,對於電波的頻率傳導能夠讓電離層反射,才能將另一半球的電波接收到或傳至對方.其發射角度以F層的高度而言,其電離層高度約在300公里. ... 對於反射電波頻率越高需要更高的電離濃度可參考流星電波專欄部份說明. ...

雲與能量循環 在新的視窗中打開此搜尋結果

... 正如下圖所示,地球的大氣系統總試圖在「從太陽到達地球的能量」和「地球自身反射至太空的能量」之間維持平衡。 ... 反射和入射的能量比例被稱為「反照率 (albedo)」 ... 地表氣溫也會隨之升高,因為這些雲會阻擋地表反射回太空的輻射。 ...

 

 

 

 

光的科學史 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 關於光的傳播,主要有光的直進、光的反射與光的折射三個規律。 ... 不論在外國還是在我國,對於光的直進及反射,很早就有相當的了解,對於折射,了解得就少一點,遲一點。 ... 火發出光,水反射光。 ...
國立自然科學博物館:::視覺反射筒::: 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 生命演化步道. 日晷. 河圖、洛書. 加拿大紅鹿. 暴龍與五角龍. 視覺反射筒. DNA-遺傳的基石 ... 利用圓柱鏡筒或錐形鏡筒作歪像,乃是根據鏡面的反射定律。 ... 本館生命科學廳地下樓「數與形」展示區也有「奔馬」的歪像,可用「錐形反射筒」看出原來面目。 ...
反射式望遠鏡遮光系統 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 三、減少系統內的散射雜光 (scatter stray light),或是主反射鏡與次反射鏡之間的二次反射 (double pass) 光線於焦平面成像。 ... (BSDF),以防止光線經由主擋光板被反射至焦平面。 ...
化學Q&A 在新的視窗中打開此搜尋結果
... LCD顯示器基本上一共有四種顯示方式,反射式、反射透射轉換式、投射式、透射式。 ... 反射式基本上液晶顯示器本身不發光,藉著所處空間中的光源射入LCD板中,再由其反射板將光線反射到人的眼中,反射透射轉換式則是空間中光源充足時可當成反射, ...
物理光學 光的粒子說和波動說 (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (1)無法解釋介質界面所產生的部分反射與部分折射的現象。 ... 1887年赫茲作實驗證實電磁波的存在,並證明電磁波具有反射折射、偏振等光的現象。 5. ... 欲消除的反射光通常選定位居可見光譜的中間波長 5500 埃,則所需薄膜厚度的最小值為何? ...
色彩的物理現象 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 因物體之性質不同,其種類包含表面色(反射色)和透過色。 3. ... 眼睛所看到的表面色,是物體吸收了部分的光線及反射其餘色光的結果。 ... 當不透明物體反射了全部光線而不吸收時,物體就呈純白色;反之,則 呈純黑色。 黑色和白色: ...
科學傳聲筒 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 以往科學家以為瞳孔縮張的反射是由感光細胞--桿細胞和錐細胞所控制的。 ... 利用藍色線索,他們證實視網膜神經結細胞連結到腦中控制瞳孔反射的區域。 ... 視黑素顯然協助該反射的進行,因為缺失視黑素的老鼠瞳孔在暗光下同正常鼠一樣, ...
折射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 平行光經凹透鏡折射後,會發散開來,但是若將發散的光線向反方向延伸, 仍會相交於一點。 ... 4-3光的折射與透鏡 一、光當由空氣進入水中,光線行進方向會產生偏折,這種現象稱為折射。 二、折射發生的原因:光在不同物質中的傳播速率不同所致。 三、 ...
折射 - Wikipedia 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 例如當一條木棒插在水裡面時,單用肉眼看會以為木棒進入水中時折曲了,這是光進入水裡面時,產生折射,才帶來這種效果。 光在發生折射時入射角與折射角符合斯涅尔定律(Snell's Law) ...
折射與雙折射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 寶石呈單折射還是雙折射,在分別寶石種類時,是很有用的資訊. ... 相反地,當光線通過單折射寶石時,不會被分成兩束,折射計上只會有一個讀數. ... 反之,其餘屬雙折射晶系者,由於其原子堆積有方向性,會使得不同振動方向的光線速度受到不同程度的影響,因而產生雙折射 ...
折射與雙折射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 寶石呈單折射還是雙折射,在分別寶石種類時,是很有用的資訊. ... 相反地,當光線通過單折射寶石時,不會被分成兩束,折射計上只會有一個讀數. ... 反之,其餘屬雙折射晶系者,由於其原子堆積有方向性,會使得不同振動方向的光線速度受到不同程度的影響,因而產生雙折射 ...
光的折射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光的折射. 光的折射. 光由一界質進入另一物質時會發生【折射】現象。 這是因為光在不同的界質中,傳播速率不同。 光在空氣中的速度是每秒三十萬公里、在水中是每秒二十二萬五千公里、在玻璃中是每秒二十萬公里。 速度快到每秒可繞地球七圈半喔! ...
折射或全反射形成的像 在新的視窗中打開此搜尋結果
Java 物理動畫 ... 折射或全反射形成的像. 水面上或水面下所觀察到的世界. 大家都知道在水面上往水底看 會覺得水變得比較淺 ... 也可以模擬在水底下觀看水面上的景物 如何因為水的折射而改變。 ... 每一道白色線都是從光點所法出的光線 或是反射/折射後的光線 ...
望遠鏡簡介 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 2-1折射式天文望遠鏡 2-2折射式望遠鏡的構造及各部解說 ... 折射式的望遠鏡,光線是直接穿透透鏡玻璃後,產生曲折而聚焦成像。 ... 折射鏡的遮光罩會比望遠鏡口徑來得大,材質與鏡筒一樣,大都是金屬製的。 ...

http://www2.hwsh.tc.edu.tw/~optic/pcnews4.htm

雨後經常可以看到的彩虹,是因為空中飄浮的小水滴就像一個個的球形透鏡,陽光射入水滴後,經過折射、反射再折射出來,進到我們的眼睛。本來的白光進入水滴後,會像牛頓的三稜鏡實驗一樣,因為折射而分成不同的色光,所以彩虹才有不同的顏色。

但是如果空氣中佈滿水滴,為什麼我們只看到一道彩虹,而不是到處都有彩虹呢?這是因為光線入射水珠的位置,只有一個角度會讓折射出的光線強度最大。這就是解讀彩虹現象的最基本原理:入射光和眼睛見到色光的視線間有一個固定的夾角。

因此,並不是只有空中某些特別的水珠會產生彩虹,而是只有在特定角度的水珠所折射出來的色光才能進到我們的眼睛。這個角度和不同色光的折射率有關,例如紅光的折射率較小,夾角較大(約42°13');反之,紫光折射率小,夾角就較小(約40°30'),這就造成紅色在上、紫色在下的彩虹。

因為陽光是平行入射,由上述原理和「平行線同位角相等」的定理,進到眼中的色光會因為空氣中的水珠層厚度的增加而加強,這就是為什麼大雨後的彩虹較清楚、小雨後的較淡薄的原因。

由於基本原理中固定夾角的限制,當太陽在我們頭上時(例如正午),折射的光線進不到眼睛,所以看不到彩虹。必須到約下午4點以後,彩虹才會在山巒或城市的天際線上出現,而且隨著時間越接近傍晚,彩虹的位置會越高,這也是基本原理的應用。

根據同樣的原理,考慮以通過眼睛平行於入射陽光之直線為轉軸,旋轉在你眼中造成彩虹的入射光線,這時進到你眼睛的折射色光,會轉出一個圓錐面。如果入射光不平行於地面(例如下午4點時),這個圓錐面投射到我們眼裡,看起來只是一段短圓弧。但是到了傍晚陽光平行於地面時,我們眼中的彩虹,就幾乎是正半圓。關於如何利用微積分推導彩虹基本原理。

大家記憶裡最深刻、最令人讚歎的彩虹,都發生在大雨後的傍晚,顏色分明的一道彩虹,圓圓高掛在天邊,從一座山跨到另一座山。看過上面的說明,讀者應該能夠自行解釋了吧。

彩虹是非常有趣的哲學對象,既不真的存在於外界,也不只是人類心靈的想像,它是主客互動的產物。下次和友人看到彩虹時,請記得你們共享的是空靈大氣、好風好雨;至於彩虹,是無法共享的。
參考資料
http://www.sciam.com.tw/circus/circusshow.asp?FDocNo=491&CL=8

1669 年丹麥的巴塞林納斯 ( Erasmus Bartholinus, 1625 一 1698 ) 發現了雙折射現象。當他用方解石 ( 也叫冰洲石 ) 觀察物體時,注意到有雙像顯示。經過反復試驗,他確定是這種晶體對光有兩種折射:尋常折射和非尋常折射。
這是繼干涉、衍射之後發現的又一光學新現象。對於這種新現象,是否能作出合理的解釋,自然是微粒理論和波動理論面臨的考驗。惠更斯在得知巴塞林納斯的發現後,立即重複進行了實驗。他證實了這一現象,並且觀察到在其他晶體,例如石英,也有類似效應,只是效果差些。進一步他還確定尋常折射仍然遵守折射定律,非尋常折射則不遵守折射定律。至於雙折射現象的解釋,惠更斯很巧妙地提出了橢球波的設想,認為方解石等晶體的顆粒可能具有特殊形狀,以至光波通過時,在某一方向比在另一方向傳播得更快一些,於是就出現了不同的折射。

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光在各向同性( isotropic )介質中(ex. 水、玻璃),光將沿折射定律所定的方向傳播。但在各向異性( anisotropic )的介質(ex. 方解石)會有一條光線被折射成二條光線的光學雙折射現象。
雙折射晶體內存在二個軸,互相正交。一為快軸,一為慢軸。光入射於晶體時會被分解為沿這二個軸偏振的光—沿慢軸偏振光稱 ordinary light,沿快軸偏振光稱 extraordinary light,而這二分解的光會以不同的速度前進(因為沿這二個軸方向的折射率不等,n快軸<n慢軸),如果入射光與晶體面有一定的角度,則這二個分解的光的折射角也會不同,形成雙折射現象。這二束離開晶體的光是互相垂直的線偏振光,而雙折射分開的距離隨晶體的厚度而定。

B+W9 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 部分的光線送往觀景窗 。 這些進入測光體的光線已被此稜鏡折射過 。 如果我們再在鏡頭前面加裝了一片線性偏光鏡 , 則對於這種系統而言 , 等於是扮演了第二個偏光鏡的作用 , 阻擋了前往測光體的光線 , 導致測光體得到錯誤的曝光值 ( 或 ...
光學 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 為什麼放在水中的筷子看起來斷掉了呢? 光的折射現象是如何產生的呢? 為什麼光有各種顏色呢? ... 這是因為山頂與山腳下有一段不短的距離,期間的大氣擾動,會影響到光線的傳遞,使光線產生折射的現象。 ...
第十六章光的折 射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... <2> 折射時光的 不變 ,且有部分 ,部分 的. 現象 <3> 折射定律 : ... 的 ( 但雙折射現象例外 ) 。 (2) 入射角的正弦和折射角的正弦之比值為 ,此稱為 定 ... 度折射而出 ,則 h 高為 (A) 3 cm 水 h ...
『蜃』是一種大蛤,古人以為這些幻像是海中的『蜃』吐出的花樣來捉弄人類的,才有這個名稱。海市蜃樓是一種反常的折射現象,它是光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播,經過折射造成的結果。

這種反常折射是一種全反射現象。

全反射(Total internal reflection)
當光從光疏介質進入光密介質,而入射角又比光密介質的臨界角大,入射光線會全部反射回來,不能穿越介面。這現象稱為全反射。
臨界角(Critical angle)
當折射角剛好是 90°時,波入射的角度就稱為臨界角 C。當波的入射角大於臨界角,全反射就會發生。

折射或全反射形成的像請看:國立台灣師範大學物理系黃福坤副教授所製作的Flash和Java動畫會更清楚。http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/optics/path.html

海市蜃樓常分為上現、下現和側現海市蜃樓。

上現蜃景:凡是物體的映射或幻景看上去好象從天空某一空氣層反射而來的,則稱為上現蜃景。
下現蜃景:凡是物體的映射或幻景看上去好象由地面反射而來的,則稱為下現蜃景。
水準方向的大氣密度很不同,使大氣折射率在水準方向存在很大不同的時候,便可能出現側向蜃景。

都市並不難看到下現蜃景:在炎熱的日子,開車的時候往往會看到道路很遠的盡頭處有一汪清水。實際上,路面很乾燥,我們所看到的就是海市蜃樓,相信開車族應該都看過囉!^_^

海市蜃樓與海滋的區別

海市蜃樓”與“海滋”的區別在於一遠一近,一虛一實。在沙漠上空或東海海面上空出現萬里以外的倫敦城的景色,就是“海市蜃樓”;而在海島上面重現本島之景,則是“海滋”。

海市蜃樓奇景多但稍縱即逝,海滋景觀存在時間則較長。

海市蜃樓”與“海滋”的形成原理在本質上是有區別的。

當異地景物被陽光折射到空氣稀薄的高空後,恰好造成適宜的角度,又經不同密度的空氣層的傳遞折射回低空,平靜的海面即成“海市”的地面接收站。所以,海市蜃樓均是一幅來自異地的虛像。

“海滋”的景物取自當地海面上的實體,當水溫與氣溫存在較大差異而且海面上空氣層產生強逆溫時,低空海面生成密度較大的“水晶體空氣層”,再由陽光折射就形成了“海滋”。

香港上空出現此相片已經證實是沒有經過後續處理,此情景兩年前已有外地遊客拍到,
但由於大霧關係,相片過於模糊,但相信這次的確可信性極高,這是『海滋』現象。

如要看圖

http://yunol.stes.tc.edu.tw/07-181.htm

 


 

參考資料

二向色性 Dichroic 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 複向色性 Pleochroism. 介紹. 寶石的複向色性可驗證其雙折射,且會使寶石的色彩多了些變化. ... 當一束光線通過寶石時,由於雙折射而被分成兩束光線時,這兩者不僅其行進速度不同,且其被吸收的色光頻率程度也會不同,因此,射出寶石外的, ...


http://yunol.stes.tc.edu.tw/07-181.htm

彩虹是如何產生的? 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當太陽光在天空行進,遇到天空中細小的水滴時,光線會被折射進入水滴內, ... 為什麼 光線第二次遇到水滴與空氣的邊界時折射出去的光線並沒有形成『虹』呢? ... (參考 物理動畫: 波行進至兩介質介面時的行為 -- 反射與折射: ...
海市蜃樓與海滋 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 這種反常折射是一種全反射現象。 全反射(Total internal reflection) ... "海滋"的景物取自當地海面上的實體,當水溫與氣溫存在較大差異而且海面上空氣層產生強逆溫時,低空海面生成密度較大的"水晶體空氣層",再由陽光折射就形成了"海滋" ...
光的折射&凸透鏡 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光的折射&凸透鏡. 公式. 臨界角: 進空氣和法線成90°, 另一法線和空氣成的角是臨界角. ... c=sin1(1/n) 全內反射: 當入射角大於臨界角,不會產生折 射.全光射回介質 凸透鏡特徵: 物移向凸透鏡時, 像跟隨移近 凸透鏡的應用: 1. ...
選購望遠鏡的基本光學知識 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 此外,望遠鏡的光學系統有折射式與反射式的基本區別。 ... 不過由於折射鏡可以透過不同材質與曲度的鏡片搭配來消除色、像差,所以可以同時用於天文觀測與地面景物觀看等用途,算是一個全方位的望遠鏡。 ... 那折射式望遠鏡是你的首選。 ...
彩虹為什麼是圓的 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 根據同樣的原理,考慮以通過眼睛平行於入射陽光之直線為轉軸,旋轉在你眼中造成彩虹的入射光線,這時進到你眼睛的折射色光,會轉出一個圓錐面。 ... 經過折射、反射再折射出來,進到我們的眼睛。 本來的白光進入水滴後,會像牛頓的三稜鏡實驗一樣,因為折射 ...
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... 本來的白光進入水滴後,會像牛頓的三稜鏡實驗一樣,因為折射而分成不同的色光,所以彩虹才有不同的顏色。 ... 因此,並不是只有空中某些特別的水珠會產生彩虹,而是只有在特定角度的水珠所折射出來的色光才能進到我們的眼睛。 ...
Sciscape 新聞 [Aug 17, 2004]: 聲波的負折射現象 在新的視窗中打開此搜尋結果
SciScape -- 科景全球新聞報導 ... 加拿大科學家發現聲波在聲子物質(phononic material)中也有負折射現象. ... Page解釋道, 形成這種負折射現象的成因跟1MHz的聲波無法通過晶體的原因一樣. ...
珠寶常識之產地介紹 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 有別於鑽石的地方在於具有雙折射現象,並可從刻面邊緣的磨損情況鑑別。 ... 折射率:1.54-1.55 雙折射:0.009. 是黃色或金黃色的石英變種。 ... 折射率:1.66-1.67 雙折射:0.015. 有多種顏色,最常見的為黃灰色。 ...
光學望遠鏡-儀器與紀錄-伽利略折射式光學望遠鏡 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 伽利略折射式光學望遠鏡. 伽利略折射式望遠鏡乃是利用入射光穿過物鏡(凸透鏡)時會彎曲(折射)聚焦成像的原理,設計成在狹長的管內使用兩片透鏡;一個大透鏡會將光折射至接目鏡,然後透過目鏡所看到的影像就會有放大倍數的效果了。 播放FLASH動畫. 回儀器與紀錄 ...
http://www.tnajh.ylc.edu.tw/~ldc/test/lightB1.doc (DOC) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光線折射. 年班 座號 姓名. 光的折射發生的原因:光在介質中的傳播( )會隨介質而異,當光通過不同的兩種介質時,由於( )不同,以致進行方向改變,這種現象,稱為 ... 改變魚的位置並觀察實際魚的位置和經折射後魚的位置的不 ...
彩虹中的數學 在新的視窗中打開此搜尋結果
article ... 反射律和折射律. 彩虹是由於陽光在水珠中折射和反射所造成的。 圖1 表示光線射入空氣和水的交界處的情形,有些光線被反射,有些被折射,而產生反射線和折射線,這些光線都遵守下面這些光學基本原則: ...
海滋、海市蜃樓 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 而「海滋」的景物則取自當地海面上的實體,當水溫與氣溫存在較大差異,而且海面空氣層產生強逆溫時,低空海面就會生成密度較大的「水晶體空氣層」,如果再由陽光折射就會形成「海滋」 ... 海市蜃樓是一種反常的折射現象,它是光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播,經過折射 ...
火星爺爺の故事銀行 - 早晨窗外的彩虹 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 虹與霓的形成. 當太陽光在天空行進,遇到天空中細小的水滴時,光線會被折射進入水滴內, 由於不同顏色的光線折射的角度不同,於是水滴內不同顏色的光線便被分開了。 當光線要由水滴內穿出時,會第二次遇到水滴與空氣的邊界,大部份的光線會很快又折射出去。 ...
陳晃銘 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 一談到這個問題,就可能會陷入折射式. 望遠鏡和反射式望遠鏡孰優孰劣的迷思, ... (Apochromatic)等級的望遠鏡之中,折射鏡. 所無法避免的色差問題,已經降低到令人 ... 氣隔層設計的折射鏡,通常在透鏡邊緣以. 三個金屬薄片將個別鏡片隔開,如果固定 ...
透鏡成像 在新的視窗中打開此搜尋結果
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教學網網站 在新的視窗中打開此搜尋結果
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021131 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 請問,光折射時,入射角到某一個角度,發生全反射,則我們能否看到物體呢?為什麼光會同時發生折射和反射呢? (台中市/黎明國中/二年級/Eva) ... 所以不管有沒有折射的現象發生,光一定會進行反射。 ...
漂亮的彩虹 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 6.彩虹是由於光的反射 折射漫射 繞射 原理而形成。 ... 反射折射吸收繞射 之故。 9.咱們看到小甜甜穿著黑衣服是因太陽光照射小甜甜的黑衣服後將光線 ... 塵埃 產生折射。 4.將水倒入洗臉盆內 ,將鏡子斜放入其中,等水面擺動平息後,會產生 ...
主題 :光學望遠鏡的時代 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 伽利略折射式望遠鏡中的目鏡原來選用的是凹透鏡,放大倍數約為 20 倍。 ... 伽利略折射式望遠鏡. 伽利略折射式望遠鏡成像原理:入射光穿過物鏡凸透鏡時會彎曲(折射)聚焦成像;伽利略的望遠鏡設計就是在狹長的管內使用兩片透鏡;一個大透鏡會將光折射至接目鏡, ...
http://nr.stpi.org.tw/ejournal/SciEdu/qr_abs_cjse.cfm?UnionCode=5531 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 再依學生作答所呈現的另有概念,從中選取15 位學生進行晤談,並從平面鏡成像的大小、平面鏡成像的位置以及凸透鏡的成像性質等三個面向,探討國中學生對光的反射與折射現象普遍持有的另有概念。 ...
第十七章 光的干涉和繞射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... <b> 質點折射 n. 12. v = c n. 2 <4> 缺點 : (1) 一般物體對光有部分反射 ,部分折射的特性無法解釋 。 ... <5> 1887 年赫芝由實驗証實電磁波也具反射 、折射 、偏振的特性和光相同 。 ...
地球物理探勘法 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 使用於基地探查的主要方法有折射震測法、反射 震測法、電探法、微動法、微震法、振動量測法、磁 力法、電井測法、速度井測法、電磁法、表面波法、 垂直震測剖面法、電導率及導磁率量測等,綜合如下 表: ...
操作主題:利用光經過光纖所產生的光程差,來測量光纖的折射率 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 利用光經過光纖所產生的光程差,來測量光纖的折射率。 1. ... modulator 內的折射率改變,最後造成原先 modulator 的光路徑改變,同 ... 說我們欲要得到更好的折射率精密值,就可以將我們 modulator 的頻率調 ...
ch01 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 三錂鏡可以分光的原理主要是由於 (A)不同的色光在三錂鏡中所經之路程長度不同 (B)三錂鏡對不同的色光所呈現的折射率各不相同 (C)三錂鏡有干涉現象 (D)三錂鏡有反射和折射現象,同時產生。 ...
彩虹介紹  

你是否常在雨過天晴的天邊看見絢麗奪目的七彩光帶呢?驚豔的同時常會帶點興奮口吻道出"彩虹"耶!倘若仔細觀察偶而還能見到兩條並列的光帶,其中第一道顏色較鮮艷的光帶我們稱之為「虹」或「正虹」  ( Primary Rainbow  ),而偶而可見的第二道光帶則稱之為  「  霓  」或「副虹」 (  Secondary Rainbow  )。

「虹」形成原因是光線以一定角度照射在大氣中無數的水滴,再經過折射、分光、內反射、再折射等光學過程所造成的大氣現象。此現象若由太陽光線產生者,顏色鮮明;由月亮光產生者,則色澤黯淡。如圖一中所示,當太陽光線從A點進入水滴內,陽光中各色光的折射程度不一樣,紫色光波長最短,其折射程度最大;紅色光波長較長,其折射程度最小。其餘各色則介乎其間,因此形成了一條內紫外紅的光圈,所以我們看到的是內紫外紅的彩色光帶,它的視角(從地面至虹頂的角度)約為42度。

「霓」亦稱副虹,和「虹」的不同僅在於形成過程中光線在雨滴內產生二次反射。因此,光線通過雨滴後射到我們眼內時,光弧彩色排列與虹正好相反,即是內紅外紫的彩色光帶。霓視角約為50度,與正虹為同心圓弧。偶而大氣中會出現三次虹及更高次虹,但因光度低極為罕見。

虹與霓的色彩及寬度,與雨滴的大小有關。雨滴越大,虹帶越窄,色彩也會更鮮明。相反來說,雨滴越小,虹帶越寬,色彩就比較黯淡。但雨滴太小時,分光和反射不明顯,也不會出現虹。此外,如果太陽的角度太大(例如在中午前後),或太小(近日出或日落)也不易看到虹。又因虹是陽光經雨滴反射進入觀察者的緣故,所以永遠出現在太陽的對面,因此朝虹見於西方,夕虹則見於東方。

你是否常在雨過天晴的天邊看見絢麗奪目的七彩光帶呢?驚豔的同時常會帶點興奮口吻道出"彩虹"耶!倘若仔細觀察偶而還能見到兩條並列的光帶,其中第一道顏色較鮮艷的光帶我們稱之為「虹」或「正虹」( PrimaryRainbow),而偶而可見的第二道光帶則稱之為「霓」或「副虹」 (Secondary Rainbow)。

「虹」形成原因是光線以一定角度照射在大氣中無數的水滴,再經過折射、分光、內反射、再折射等光學過程所造成的大氣現象。此現象若由太陽光線產生者,顏色鮮明;由月亮光產生者,則色澤黯淡。如圖一中所示,當太陽光線從A點進入水滴內,陽光中各色光的折射程度不一樣,紫色光波長最短,其折射程度最大;紅色光波長較長,其折射程度最小。其餘各色則介乎其間,因此形成了一條內紫外紅的光圈,所以我們看到的是內紫外紅的彩色光帶,它的視角(從地面至虹頂的角度)約為42度(如圖二)。

「霓」亦稱副虹,和「虹」的不同僅在於形成過程中光線在雨滴內產生二次反射。因此,光線通過雨滴後射到我們眼內時,光弧彩色排列與虹正好相反,即是內紅外紫的彩色光帶。霓視角約為50度,與正虹為同心圓弧。偶而大氣中會出現三次虹及更高次虹,但因光度低極為罕見。

虹與霓的色彩及寬度,與雨滴的大小有關。雨滴越大,虹帶越窄,色彩也會更鮮明。相反來說,雨滴越小,虹帶越寬,色彩就比較黯淡。但雨滴太小時,分光和反射不明顯,也不會出現虹。此外,如果太陽的角度太大(例如在中午前後),或太小(近日出或日落)也不易看到虹。又因虹是陽光經雨滴反射進入觀察者的緣故,所以永遠出現在太陽的對面,因此朝虹見於西方,夕虹則見於東方。

凹凸透鏡 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 第三步:由物體畫 穿過同側焦點的連線 ,底達透鏡後折射 成水平線。 第一步:由物體畫 水平線. 後 經透鏡折射 向外彎曲後射. 出,沿射出線 往反方向 應該. 穿過同側焦點。( 如下圖 1) ...
http://pilot.mse.nthu.edu.tw/mse/mse-22.ppt (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光波速度減緩:折射. 電子能階轉變. ΔE = hν. 能階不連續,所有光子能量被吸收 ... 原子尺寸愈大,電子極化愈大,速度較慢,折射指數較大( n = c/v ) ... 改變核心、包覆反射層折射指數. 階梯指數(step-index)型. 輸出脈波較寬 ...
14.虹(Rainbow)與霓(Secondary Rainbow)? 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 「虹」形成原因是光線以一定角度照射在大氣中無數的水滴,再經過折射、分光、內反射、再折射等光學過程所造成的大氣現象。 ... 如圖一中所示,當太陽光線從A點進入水滴內,陽光中各色光的折射程度不一樣,紫色光波長最短,其折射程度最大;紅色光波長較長,其折射程度最小。 ...
物理光學 光的粒子說和波動說 (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (1)光的微粒說可以解釋. 光的獨立性、光的直進現象、光的反射定律及光的折射. 定律。 ... (1)無法解釋介質界面所產生的部分反射與部分折射的現象。 ... 1887年赫茲作實驗證實電磁波的存在,並證明電磁波具有反射、折射、偏振等光的現象。 5. ...

 

】〔自由時報記者余雪蘭/嘉市報導〕海市蜃樓如何形成?教科書都說是「光線經由空氣層間的折射」,但嘉義女中五位師生的科學實驗卻發現,光線經「反射」,即使在夜間也會出現海市蜃樓現象,這項新理論讓她們贏得全國科展高中組物理科第一名。

 

嘉女三位數理資優班的學生李璇、戴君容、陳冠樺參加科展,原本只計畫將課本上所說「光線折射造成海市蜃樓」的現象加以量化,並測出折射的角度,但怎麼測都測不出來,負責指導的兄弟檔物理老師莊立山與莊立帆和學生討論後,選擇在沒有車輛行駛的仁義潭大壩展開一連串日、夜實驗,結果有了新發現。

莊立山表示,多數人均以為柏油路面上的假積水現象及倒影,僅會出現於溫度高的白天,成因是空氣層之間的溫差不同,使得遠處射向柏油路面的光不斷折射,在接近地面時發生全反射而出現海市蜃樓,但他們有四次在半夜進行實驗,利用螢光棒的光線反射到路面,結果在半夜拍攝到假積水與倒影的海市蜃樓現象。

莊立帆指出,他們從3月開始做實驗,師生數度因嘗試失敗而爭執,家長對學生半夜做實驗也很有意見,但三位女生堅持非找出答案不可,還找來已上大學的學姊們支援,終於實驗成功。

她們除了發現光線可經路面反射出現海市蜃樓外,並實驗改變路面,例如撒冰塊、潑墨、舖黑布、鏡子等,使積水現象消失,強化其理論。

這項理論在上週舉行的全國中小學科展中,贏得高中組物理科第一名,擔任評審的國立中正大學物理系主任門福國相當感興趣,但他認為以目前的實驗結果,只能說造成海市蜃樓的原因還有反射,不足以推翻折射是造成海市蜃樓的理論,雙方正研議合作,進一步做研究,進軍國際科展。

(http://www.dajiyuan.com)

光學投影片 在新的視窗中打開此搜尋結果
... p8. 光的折射現象. p9. 光的全反射與海市蜃樓. p10. 折射與透鏡. p11. 三稜鏡折射. p12. 透鏡折射分析. p13. 凸凹透鏡. p14. 物距和透鏡成像位置的關係. p15. ...
旅遊生活資訊 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 無論哪一種切割外型都要能夠達到最佳的折射效果、發光度與閃耀度。 ... 水滴型(Pear)、公主方(Princess)、心型(Heart)、橄欖型(Marquise)與翡翠方(Emerald)都是57個切面,也是能夠讓鑽石折射最好的亮度的切法。 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當光線行進遇到不同介質時, 總是有部分的光線被反射回來. ... 若是反射面很平滑,例如非常平靜的水面,可以清楚的看見附近景象的倒影。 路面上積水處往往會見到刺眼反射的陽光。 右圖是顯微鏡下 一張紙表面的結構. 看四平整的紙張表面 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 光線在真空或介質中 會沿著直線前進,當光行進 在兩不同介質的介面上會有部份光線反射回同一介質。 ... A路徑代表入射光的行進方向,B路徑代表反射光的行進方向。 與介面垂直的線稱為法線,入射光和法線的夾角稱為入射角即a,反射光和法線的夾角稱為反射角即b 。 ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (2)入射角等於反射角 。 表面平滑的物體,易行光的單向反射,形成刺 目的強光,反而看不清楚物體。 ... 光的反射. 光射到兩種不同的界質時,便有部分光自介面射回原界質中 的現象,稱為光的反射反射定律: (1)入射光線、反射 ...
Properties of Light 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當水面平靜時,對光線呈鏡面反射,可以看見很清晰的倒影. ... 注意在42度角的範圍內天空看來特別明亮,好像是會反射陽光的鏡子一般. ... 所有的光線在右斜界面處都有內反射,但其中前三道光線大部份的能量都穿出了菱鏡. ...
第十五章光的反 射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... <1> 凡由物體所發出之光 ,經反射或折射後 ,會聚而成之圖形, 稱為物體的像。 <2> 種類 : ... 為單色,則反射後的頻率不變(C) 入射角和反射角大小一定相同(D) 入射線和反 ... 鏡面反射後再射至天花板上,則天花板上日光移動的速率? ...
§11-4:繩波的反射與透射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 物質科學(物理篇)下冊 第十一章 波動 §11-4:繩波的反射與透射. P7 ... 實波與虛波在固定端合成反射波(僅供參考) 虛波. 虛波. 虛波. 虛波. 虛波 ... (2) 當入射波傳遞到自由端時,會產生一個波形上下不顛倒、左右相反的反射波。 5. ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 1.以傾斜45度的平面鏡將箱子分成前後兩個空間,反射面須朝向觀眾,花藏在鏡後。 ... 2.將教室的燈關掉,點燃數支拜拜用的香,煙霧繚繞,再以雷射筆的光束射向平面鏡,此時入射光束和反射光束,將無所遁形。 ...
美妙聲音何處來 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 美妙聲音何處來. 吳敏如醫師. 我們每天開口說話是極自然的事,完全不需要考慮如何發音的問題。 但是你可知道你所發出的聲音是由多少組織器官合作完成?聲音的形成要靠肺、氣管、聲帶、咽喉、口腔以及鼻腔彼此配合。 ... 那麼如何擁有悅耳動聽的聲音呢? ...

當旺盛的空氣對流時,空氣分子和水分子互相摩擦而帶電。
如果帶電的雲層接近地面,地表會因感應而帶異性電荷,
與雲層的電荷互相吸引
(正電是質子,負電是電子,只有電子能在各原子之間移動,
所以雲層的電子會被吸引到地面)
靜電力如果夠大,就會發生正負電荷中和而產生的大規模放電現象,形成閃電(就是我們看到的那道光)
那我們聽到的聲音,就是當閃電急速的由空中打到地上時,
在空氣中產生的熱而使空氣急速膨脹所發出的爆鳴聲

一般下雨的打雷大約都有10萬伏特

補充
在空曠地容易會被打到(或是站在樹下)是因為尖銳處容易聚集電荷,
所以雷就打在最容易吸引它的地方。
正因為這個原因,所以避雷針要是針狀物突出在屋頂上,
而且還必須接地,否則沒辦法將電荷釋放到地面。
還有一項就是:最好不要再打雷時,使用家電用品。
屋頂的避雷針所接地的電線不一定是完整的,
在沒確定接地線是從避雷針一直接到地面時,
最好不要使用電器用品,否則巨大的電就會由接地線漏出。
而在家裡牆內那我們看不到的電線中流竄,
如果剛好流到你在使用的家電,巨大的電流會導致不可預期的後果。
雷電是正負電荷急劇中和的現象,而雷聲是空氣受熱急劇膨脹,對空氣產生壓縮波而形成聲音的現象。在上升氣流中水滴與冰晶常因摩擦而使正負電荷分離,造成雲塊帶電,雲塊與雲塊間亦會因靜電感應,彼此因感應而帶相反的電荷,且隔空相對。若帶負電之雲塊接近地面,地面亦會受靜電感應,使得地面因感應而產生正電,彼此相互吸引。當隔空相對的正負電間之電壓夠大時,其間空氣也會由絕緣體變成導體,產生巨大電流,並放出光和熱,這正是正負電中和現象。光是雷電閃光由來,熱是造成雷聲的由來。經過閃電釋出能量之後,雲塊間或雲塊與地面間恢復了不帶電現象。

雷電的電壓通常從一萬伏特到十萬伏特,有時會高到廿萬伏特,而人體能忍受的安全電壓約在卅六伏特以下,就算接觸到輕微的雷電都可能重損人體,所以人類為躲避雷擊發明了避雷針。不過避雷針,其實並不是真的能「避雷」而是引雷到地面,好讓周圍其他物不會遭到雷擊。

不同說法:
閃電的形成
洶湧如浪的氣流,在雷雨雲中會產生靜電,其成因迄今還不能完全明白,部分原因可能是由於水滴的摩擦和分解。正電荷在雲的上端,而負電荷則在下方吸引著地上的正電荷。雲和地之間因空氣作了絕緣體,在短暫時間內阻止了兩極電荷尋找均衡的電流通過。兩極電荷形成的電壓大到可衝破絕緣的空氣時,閃電就發生了。(在有些大雷雨中,靜電電壓可達幾百萬伏特。)閃電會發生在雲塊堙A或發生在兩雲塊之間,也有的自上而下,或自下而上發生在雲塊與地面之間。就全世界來說,閃電擊中地球的次數平均是每秒鐘約一百次。
大多數閃電都是連擊兩次。
第一擊叫「前導閃擊」,是一股看不見的帶電空氣作前導,直下到近地面處。這一股帶電的空氣像一條電線,為第二擊電流建立一條導路。在前導接近地面的一剎那,一道「迴擊」電流就沿著這導路跳上來,於是就發生看得到的閃電和聽得見的雷聲,這是第二擊。這種迴擊電流有一電力核心,周圍有一圈像管子的熾熱空氣把它套住,這層熱空氣就會發光、膨脹和爆炸,那就是雷。爆炸發生時差不多馬上就看到閃電,但雷聲總是稍後才到,此乃因為聲音速度(約每秒 340 公尺)較光速(每秒30萬公里)為慢之緣故。

 

霧是怎樣形成的? 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 凝結的水滴如使水平能見度降低到1千米以內時,霧就形成了。 ... 雪崩發生的誘因很多,通常積雪堆積過厚,超過了山坡面的摩擦阻力時,基底為春雨所鬆動,溫暖乾燥的風,聲音的震響等都能使積雪開始動運,崩塌就開始了。 ...
聲音的產生與傳播 在新的視窗中打開此搜尋結果
國中數學及自然科學生活化實驗設計學習模組 ... 待燒瓶冷卻後,瓶內即形成部分真空。 此時把燒瓶移近耳旁搖晃,幾乎聽不到聲音, ... 連續振動的音叉,使周圍的空氣分子形成疏密相間的連續波形。 ... 下一單元:聲音的三要素 ——響度、音調、音品 ...
一 響度
(一)聲音的強弱稱為「響度」,通常以「分貝」(dB)來表示響度的大小。
(二)聲波振幅愈大則響度愈大。用力敲打音叉,音叉兩股振動幅度愈大,
便可產生較大振幅的聲波。反之小力敲打則聲波振幅小。
(三)響度大小可用「噪音計」測得分貝值。振幅大小之比較可由
「示波器」之螢幕直接觀察。

二、音調
(一)聲音的高低稱為「音調」。
鋼琴(或電子琴)上不同的按鍵可彈出不同音調的聲音。
(二)聲音的音調由發音體的振動頻率決定,頻率愈高則音調愈高。
一般樂器所發出的聲音頻率約為 20-400OHz 之間,
人類發出的聲音頻率約為 80-10OOHz 之間。
人類耳朵的聽覺範圍約在 20-200OOHz 之間,
狗的聽覺範圍約在 15-500OOHz 之間。
(三)發音體的質量、厚薄、長短、鬆緊……等因素都會影響發音的頻率。
輕、薄、短、緊則振動快,頻率大且音調高。
反之,重、厚、長、鬆 則振動慢、頻率小且音調低。
(四) 各種樂器都是利用調節振動部位的質量、厚薄、長短、鬆緊……等,
來發出不同音調的聲音,而演奏出各種旋律的音樂。例如 :
1. 鋼琴和吉他藉著撥動不同粗細、長短、鬆緊的弦,來發出不同的音調。
2.蕭和笛子藉著改變不同位置孔洞的開、闔,來調整管內空氣柱長度,
而發出不同音調的聲音。

三、音品
(一)聲音的獨特性稱為「音品」,又稱「音色」。
(二)不同的發音體產生不同的波形,而形成不同的音品。
(三)大部分的樂器所發出之聲波都不是單純的正弦波,
而是由基音和多組不同頻率的泛音複合而成的複合波。
(泛音的頻率必為基音頻率的整數倍)。
(四)對於同一樂器所發出的聲音,其響度、音調都可以調整,
但是基音和各組泛音的強度比卻是一定的,其音品也是一定的。
 

參考資料
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/modules/%C1n%AD%B5/section2.html

【音質】
音質是指聲音的品質,許多人都把它與「音色」混淆了。什麼叫作聲音的品質?當您在說一雙鞋子品質好的時候。您指的一定是合腳、舒服、耐穿,而不是指它的造形好不好看、時不時髦。同樣的,當您在說一件音響器材音質好、壞的時候,您也不是在說它的層次如何、定位如可,而是專指這件器材「耐不耐聽」!就好像耐不耐穿、合不合腳一樣。一件音質很好的器材,它表現在外的就是舒服、耐聽。您不必去探討它聽起來舒服、耐聽的原因,那是專家們的事,您只要用您的耳朵去判斷就行。有些器材生猛有力、速度奇快、解析力也強,但是不耐久聽,那可能就是音質的問題。一件好的音響器材,其音質就應該像一副好嗓子,讓人百聽不膩。
或許我這麼說您還是認為很抽象。其實不然,我可以再舉實列來說明。當您提到布料時,您會說:這塊料子的質很好。當您在吃牛排時,您會說:這塊牛排的肉質很好。當您在稱讚一個小孩時,會說:這個孩子的資質很好。所以,當您在聽一件音響器材或一件樂器時,您也會說:它的音質很美。從以上這些例子,您可以很清楚的知道「質」就是與生俱來的天性。音質高貴、很好、很美就代表著這件器材的本性很好,它讓人聽起來很舒服。我可以說音質是音響器材中最重要的一環,所以我將它擺在第一要。

【音色】
音色是指聲音的顏色。在英文裡,音質(TONE QUALITY)與音色(TIMBRE或TONE COLOR)一看便知其所指不是同一件事。但是在中文裡,音質與音色經常被混用、誤用。我們時常會聽到:這把小提琴音色真冷、這把小提琴音色真暖等的說法,這就是指小提琴的音色而言。聲音就像光線一樣,是有顏色的,不過它並不是用眼睛看到的,而是以耳朵聽到的。通常,音色愈暖聲音愈軟;音色愈冷聲音愈硬。太軟或太硬當然都不是很好。有時,音色也可以用「高貴」、「美」等字眼來形容,基本上它也是天性之一。不過,就像布料一般,布質是指它的材料,布色卻是指它的顏色,這其間還是有明顯的界線。在音響器材評論裡,音色就如同顏色一般,是指它特有的顏色。有些器材的音色偏黃、有些偏白、有些偏冷、甚至您可說它是帶點憂懋的藍。總之,音響器材就如樂器一般,幾乎脫離不了愈貴音色愈美的事實。一把二百萬美金的小提琴其音色可能美得有著金黃色的光澤;而一把五千台幣的小提琴其音色有可能像褪了色的畫。雖然每個人觀點各異,但是,「美」仍然有著一個大家承認的「共識」,您不能說一個朝天鼻者是「美的化身」;同樣的您不能說一件冷藍音色的器材是美。這就是我們對音色之美的共識。

【音場】
「音場」到底是什麼?在美國,「Sound Field」與「Sound Stage」是二個名詞。「Sound Field」泛指整個聲音充塞的空間;「Sound Stage」特指舞台上樂隊的排列(包括寬、深、高、低)。在台灣,我們所謂的「音場」其實是指「Sound Stage」而言,因為無論是「聲音的舞台」或「音台」都無法讓人望文生義。至於「Sound Field」,我們早已用另外一個名詞代替,那就是「空間感」。因此,當我們提到「音場的形狀」時,就是指您的器材所再生的樂團排列形狀。
由於受到頻率響應曲線分佈不均勻以及喇叭指向性、房間聲波反射條件的影響,有些音場是內凹形的、有些是寬度大於深度的;有些是深度大於寬度的。有些音場形狀就是四四方方,沒有內凹的。這種聲音舞台不同形狀的再生,我稱為音場的形狀。最好的音場形狀當然要與錄音時的原樣符合。在此我要提出一個值得注意之處:現場演奏時的錄音,其樂團的排列是寬度大於深度的;但在錄音室中,往往為了音響效果,樂團的排列方式會改變,通常縱深會拉長,尤其是打擊樂器會放得更遠一些。如此一來,就不是我們在音樂廳中所見到的排列。挑剔的讀者以及評論員們不可不察

摘錄於劉盛漢於「音響論壇」所寫之《音響的理性思維 音響二十要》

參考資料
網路+整理

音調 : 聲音的高低與發生體振動的快慢(即頻率高低)有關 , 發聲體每秒鐘振動的
次數愈多 , 振動頻率愈高 , 則所發出聲音的音調愈高
( 1 ) 對於相同的物質而言 , 通常愈薄ˋ愈緊ˋ愈短ˋ愈細的物體 , 振動時的音調
愈高
( 2 ) 吉他絃線愈緊ˋ愈短ˋ愈細 , 彈奏時發出的音調愈高 . 空氣柱愈短的試管(
水位愈高) , 音調愈高


響度: 聲音的大小 , 與振動的幅度有關
( 1 ) 科學上採用分倍為聲音強度的單位 , 分貝數愈大 , 表示聲音愈大
( 2 ) 彈奏吉他時 , 育是用力地撥彈 , 則絃線振動幅度愈大 , 發聲愈強


音色(音品): 每一種發聲體都有它獨特的發音波形 , 稱為音色
( 1 ) 樂器所發出的聲音都是有好幾種頻率的聲音組成的 , 因此不同的
樂器所發出聲音波形不一樣
http://www.ktjhs.tp.edu.tw/effect/%B0%EA%A4%A4%B2z%A4%C6/%B2%C403%B3%B9%A1@%C1n%A1@%AD%B5.ppt (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 聲  音的產  生 ~聲音是由於物體的振動,經由介質的傳播而形成~ 物體必須振動才能形成聲音,沒有振動的物體就沒有聲音。 ... 形成回聲的條件. 當原聲與回聲相隔0.1秒以上時,我們才. 能分辨出是兩個音,而非連成一個音。 ...
聲音環境與噪音防治 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 內耳如何在密封的液體管子內形成波浪?其方法是靠圓形窗來調節。 ... 人耳對聲音波幅的反應單位。 則用分貝(decibel, dB)來表示。 ... 使基底膜的特定不為產生位移時,外毛樣細胞纖毛會碰觸較硬之蓋膜,產生彎曲造成細胞內部的去極化 ...
的聲音工具分貝( dB )知多少 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 要說清楚的話就是加上喇叭元件,這樣就有一個音壓的單位"dBW"形成. 功率瓦數與喇叭音壓效率會以對數來表示就是因為上述的貝爾先生他發現我們人類的耳朵對聲音強度 ... Phon的Fletcher-Munson等響曲線,當量測中段位準的聲音時建議使用它較適合, ...
利用共鳴空氣柱測聲速 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 因此,與一固定頻率的聲源所發出的聲波產生共鳴的管長必為波長四分之一的奇數倍,故可依此原理求得該已知頻率下聲波之波長,利用V=fl求得聲速。 ... 測量發生共鳴時的管長,而頻率之數值較大,在測量管長時所發生的誤差對聲速的計算結果也將較大。 ...
http://www.ntsec.gov.tw/activity/race-1/44/E/040116.pdf (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 一、固體中的聲速 (一)裝置如圖 A 所示,一長鐵棒用細線懸吊於空中,長棒的一端輕輕的接觸喇叭的膜 ... (四)測量棒子的長度 L,計算出聲速大小 ... (二) 溫度的微量變化也會造成聲速的改變。 ...
科別:物理科 組別:國中組 作品名稱:攔截聲音聲速測量、短距離隔音、長距離 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 程式上兩支麥克風槍聲的時間間隔,即為聲速。 ... 上理化課第三章『聲音』的時候,有談到聲速、響度。 因此我們對聲音的 ... 本實驗也有測量氣壓,約固定在 770mmHg,故氣壓與聲速之關連,也無法 ...

Q:火車在鐵軌上以V=12M/S的等速度前進,
若正前方有一面山壁,而火車在鳴笛後2秒聽到回聲,此時火車距山壁有多遠?[聲速=340M/S]
[A]325M
[B]352M
[C]253M
[D]332M
請問你的題目有沒有出錯呀∼!我寫過類似這種題目很多也。。從沒看過這種問法  他應該是問火車鳴笛時那一剎那距離山壁多遠。。而不是鳴笛後距山壁多遠∼∼

如果是火車鳴笛時那一剎那距離山壁多遠:
圖一

|—————>(2秒聲音走的距離 這時火車也走到這了)
|—————————火車剛鳴笛時的位置      

山壁
圖二

|—————>............(2秒火車走的距離 因為火車再走。。聲音也再走)
|—————————火車剛鳴笛時的位置      


(所以先算聲音走的距離+火車走的距離﹚除以2=火車剛鳴笛時距山壁的距離
(340×2+12×2)除以2=352M
如果是鳴笛後距山壁多遠:
就是352M減去火車已走的24M就是鳴笛後距山壁多遠
不過算出來是328M。。。你給的4個選項都沒有。。所以我才懷疑題目出錯

PS如果是我算錯。。請指教
1.首先火車是接近山壁的 所以速度為+12M/S....又聲速為火車氣笛發出為+340M/S
2.題意..2秒後聽到回音 代表去-->回---->2秒 單程耗時1秒
3. 由速度+12M/S的火車氣笛發出的聲音速度為:(+12)+(+340)=352(M/S)
耗時1秒抵達山壁---所以 距離山壁為 352(M/S) X 1(S) = 352 (M)
解完.....用兩種不一樣程度來解這題
1.
340x2+12x2=704
704/2=352
352-12x2=328 <---answer

2.
(340+12)x2+12x2=728
728/2=364
364-(12x2)=340 <---answer更正 我的第二解法是錯的
因為聲速不會因發出者的速度而有所改變A地的地面以炸藥引爆.經過一段時間後.甲感覺地面傳來震動.再經8秒爆炸聲傳到.已知當時聲速為345公尺/s
地面震動速率為3105公尺/s
[s是秒嗎??]
則甲與A地距離約為....?

是的 s是秒

設T秒到達

345(T+8)=3105T  (聲速走的距離=地面震動走的距離)

解T=1

故甲與A地距離約為 3105公尺

名詞解釋:公尺/s = m/s = 公尺 除以 時間
"地面震動速率"我認為只是個幌子..
只需算出聲音到達的距離即等於 A 與 甲 的距離
也就是說...
8(s)*345(m/s)=2760(m)
甲與A地即為2760公尺剛剛又稍微看了一下...
以上算法會有誤差..
是原文大大的筆誤嗎..?
因為沒給"爆炸後地面震動到甲的時間"
所以會有誤差...

這位大大說的才是正確的!!!

是的 s是秒

設T秒到達

345(T+8)=3105T (聲速走的距離=地面震動走的距離)

解T=1

故甲與A地距離約為 3105公尺

Q:一個人距離山壁600公尺,聲速是300公尺,若3秒後聽見回聲,請問人的速度是多少!?300*3=900代表聲速共跑了900m
900-600=300減掉到達山壁的600m,剩下300m
3x=300
x=100
代表他三秒的時間前進了300m
代表他一秒鐘...前進了100m...光速比聲速快,沒人知道為什麼,我只能告訴你這點東西

聲速需要傳聲介質而光速不用
聲速在不同介質中 固體>液體>氣體
光速在不同介質中 氣體>液體>固體
剛好相反喔!
聲速在空氣0度的速度是331公尺/秒 上升一度C即加0.6公尺/秒 ,在15度c的時候才會是340公尺/秒
在水中是1463公尺/秒
在鐵中是5032公尺/秒
但不管在什麼介質中,速度還是比光慢
影響聲速的還有空氣的溼度.風向.溫度 順風聲速就快.溼度高聲速就快.溫度高聲速就快(種種好因素下,聲還是遠比光慢)
影響聲速的原因主要是介質(空氣)
而影響空氣傳聲速度的因素就是溫度,
在地球上所發出的聲音大多都是由空氣做介質傳送的阿!
所以只討論溫度(通常是在無風狀態)
聲速 U=331+0.6t 是指空氣這個介質傳聲的速度
如果是在水中或是在金屬(介質不同)中傳聲速度自然是不一樣的
這個公式只用於在空氣中

次要因素是風向(有風就是介質在動),以上是討論無風況態
而在有風的狀態,風向和風速是可以測的,
只要把聲速再加上風速就是聲速了
(介質傳聲的聲速並沒有變,而是介質在動,使觀察著以為聲速增加了)
聲速的傳播速度~是不同狀況下而定
固體上~要視材質~如銅在氣溫20度是3560M/SEC~這是比較固定的~氣溫影響不大~主要決定於傳播材質彈性~入射角~傳送路徑是否順暢~
氣體上~要視距離~溫度~大氣壓力~聲波傳送中有無障礙物~如在都市中~一般是345M/SEC~但是如遇到會吸收聲波的物質~就會更慢~331+0.6乘氣溫+大氣壓力
液體中~要視淡水~海水~鹽度~濁度~流速~水底地形~
淡水如水庫中~1490M/SEC~湖泊~1480M/SEC~海的部分比較複雜~也沒有所謂的公式~因為要分為表面聲速~水下聲速~表面聲速變化最大~一般為水下0M至200M~
超過200M~變化差異就很小~一般表面聲速為1500-1530M/SEC之間~鹽度跟濁度也有影響~因為聲音在水中就是靠水下的物質反射~水中懸浮物越多~反射越快~流速影響比較小~水下地形就很重要~如沙灘~就1510M/SEC~
岩盤~1520M/SEC~萬一水下地形變化太大~如台灣東部海底地形~例如七星潭
從水下150M直接到水下800M~一般稱海溝~因為流速強~水在海溝打轉~產生許多小氣泡~~聲音一出去就被空氣阻隔~這時聲速幾乎等於零~
假如以平均值計算~約是1510+鹽值參數+濁度參數+流速改正
聲速的變化與介質有關~與聲音頻率無關
聲在空氣中傳播速度是332公尺/秒
在20度C之淡水中為1482公尺/秒

在下雨前空氣溼度較大 當達到一定溼度後會下雨
下雨後空氣溼度就會減少了

聲速的變化取決在空氣的溫度
聲速的公式 V=340+0.6*(溫度差)
這是在零度C為準 之公式 換句話說 在零度C時聲速為340m/s

所以綜合以上觀點 在下雨前身速較快
[就算是下雨後便涼快 還是比溼度大的時候聲速慢]
聲速應該是取決於解職的種類、狀態、溫度、溼度、密度
是密度斗關係

下雨前的空氣溼度大,還是下雨後的,為什麼?
下雨後空氣濕度較大~因為下雨有水會潮濕!

所以聲速在下雨前比較快還是下雨後?
下雨後較快!因為水可以幫忙傳導聲音.....所以下雨後聲音傳斗較快!

由參考資料得知聲速只受溫度影響
下雨後又比較涼快自然就變慢了

參考資料
http://www.ied.edu.hk/has/phys/sound/sound4.htm

 

*音速
「音速」即聲音在介質中傳播之速度。音波可以在固體、液體或是氣體介質中傳播,介質密度愈大,則音速愈快。在空氣中,音速又會依空氣之狀態(如溼度、溫度、密度)不同而有不同數值。如攝氏零度之海平面音速約為 1193 km/hr;一萬公尺高空之音速約為 1062 km/hr。

 當航空器速度接近音速時,將會逐漸追上自己發出的聲波。聲波疊合累積的結果,會造成震波的產生,進而對飛行器的加速產生障礙。這種因為音速造成提升速度的障礙稱為「音障」。

 突破音障進入超音速後,從航空器最前端起會產聲一股圓錐形「音錐」,在旁觀者聽來這股震波有如爆炸一般,故稱為「音爆(Sonic Boom)」。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害,對於飛行器本身伸出衝擊面之外部分也會產生破壞。

 VF的三種型態中,Battroid 與 Gerwalk 在運用上沒有超越音速之需要,而且在外型容易造成阻力,故最高速度在音速以內。

http://www.n2n2.com/OTM/tech/mach.htm



*聲速
聲音在空氣中的傳播速率會受到溫度的影響;一般而言,如果是在攝

氏零度的情況下,聲速約為每秒331公尺,但溫度每增加一度,聲速

就會增加0.6公尺,所以在攝氏十五度的時候,空氣中的聲速約為每

秒340公尺。此外,當絕對溼度增大或順風速率愈大時,聲波在空氣

中的傳播速率也會隨著增加;而就各種不同的介質加以比較,聲波的

傳播速率是:固體>液體>氣體。

http://home.jses.tpc.edu.tw/~sound/page07.htm

*音速
「音速」即聲音在介質中傳播之速度。音波可以在固體、液體或是氣體介質中傳播,介質密度愈大,則音速愈快。在空氣中,音速又會依空氣之狀態(如溼度、溫度、密度)不同而有不同數值。如攝氏零度之海平面音速約為 1193 km/hr;一萬公尺高空之音速約為 1062 km/hr。

 當航空器速度接近音速時,將會逐漸追上自己發出的聲波。聲波疊合累積的結果,會造成震波的產生,進而對飛行器的加速產生障礙。這種因為音速造成提升速度的障礙稱為「音障」。

 突破音障進入超音速後,從航空器最前端起會產聲一股圓錐形「音錐」,在旁觀者聽來這股震波有如爆炸一般,故稱為「音爆(Sonic Boom)」。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害,對於飛行器本身伸出衝擊面之外部分也會產生破壞。

 VF的三種型態中,Battroid 與 Gerwalk 在運用上沒有超越音速之需要,而且在外型容易造成阻力,故最高速度在音速以內。

http://www.n2n2.com/OTM/tech/mach.htm


 

聲速
聲音在空氣中的傳播速率會受到溫度的影響;一般而言,如果是在攝

氏零度的情況下,聲速約為每秒331公尺,但溫度每增加一度,聲速

就會增加0.6公尺,所以在攝氏十五度的時候,空氣中的聲速約為每

秒340公尺。此外,當絕對溼度增大或順風速率愈大時,聲波在空氣

中的傳播速率也會隨著增加;而就各種不同的介質加以比較,聲波的

傳播速率是:固體>液體>氣體。

http://home.jses.tpc.edu.tw/~sound/page07.htm


 

參考資料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1205072910477

 

聲音速度有一個公式:V = 331 + 0.6t

一般而言,在攝氏15度時,聲速為340m/s,

從這個公式可以知道,聲速是與溫度有關的。

所以,如果在都市與鄉村的溫度相同,聲速就相同。如果都市因為人口多,廢氣多,造成溫度較高,那聲速就會快一些。

利用聲波在空氣柱內形成駐波,量取發生共鳴時之管長,而當共鳴時,管子封閉端的空氣分子不會產生振動,故必為波節,而開口端附近的空氣分子有最大的運動自由度,故必為波腹。故一頻率所發生第一次共鳴處之管長為該頻率下聲波之波長的四分之一,而每當管長增加波長的二分之一時,又將發共鳴。因此,與一固定頻率的聲源所發出的聲波產生共鳴的管長必為波長四分之一的奇數倍,故可依此原理求得該已知頻率下聲波之波長,利用V=fl求得聲速。

2. 聲波在空氣中的速度,隨溫度變化而有下式關係:

Vt=V0√(1+βt)≒V0(1+βt/2)

參考資料
http://www.khjh.kh.edu.tw/science40/%B0%AA%A4%A4/%B0%AA%A4%A4%AA%AB%B2z3/%B0%AA%A4%A4%AA%AB%B2z3.htm


聲音的傳遞
聲音在不同介質中有不同的速度而同一介質中,溫度會影響聲音傳送的速度,溫度越高,聲速就越快所以以空氣為例,溫度每升高1℃,聲速每秒就增快 0.6公尺。所以在0℃時,聲速是每秒 331公尺,一般我們就是以 340公尺/秒,作為聲音在空氣中的速度。聲音在順風時也會影響聲音得傳播,在「順風」時會較易聽到遠處, 在「逆風」時聲音會變得微弱其實是與折射現象有關的!!一般來說,由于地面上有障礙物,所以接近地面時風速會較低,離地面遠一些,風速也較高。因此當聲波順風傳播時,地面較遠的聲波走得快一些。由于高低兩個地方的聲速不同,所以會造成折射現象,就好象聲波在不同的介質中傳播一樣。波動的會被折射向聲速較慢的地方,順風時聲波會被折射向下,所以會傳得較遠。而且聲音傳遞時不管是在什麼狀態,頻率都不變,如果是在同一狀態下,振幅越大,聲音越想,傳播的也越遠,但波速不變

聲速:在固體>液體>氣體
聲速:331+0.6t度C m/s
聲速:在溼度大>溼度小
聲速:順風>逆風
 

http://www.csjh.tpc.edu.tw/~haoyang/s3.htm 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 溫度的高低,在同一種介質中:溫度愈高,聲速愈快。 溼度的大小對空氣中聲速的影響:絕對溼度增大時,聲波在空氣中的速率增加。 ... 回聲的性質:回聲的聲速、頻率都不變,但聲音變小(振幅變小)。 利用回聲可探知發音體與遠處物體的距離: ...

《空氣動力學》

  空氣動力學是力學的一個分支,它主要研究物體在同氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體流動規律和伴隨發生的物理化學變化。它是在流體力學的基礎上,隨著航空工業和噴氣推進技術的發展而成長起來的一個學科。

《空氣動力學的發展簡史》

  最早對空氣動力學的研究,可以追溯到人類對鳥或彈丸在飛行時的受力和力的作用方式的種種猜測。17世紀後期,荷蘭物理學家惠更斯首先估算出物體在空氣中運動的阻力;1726年,牛頓應用力學原理和演繹方法得出:在空氣中運動的物體所受的力,正比於物體運動速度的平方和物體的特徵面積以及空氣的密度。這一工作可以看作是空氣動力學經典理論的開始。

  1755年,數學家歐拉得出了描述無粘性流體運動的微分方程,即歐拉方程。這些微分形式的動力學方程在特定條件下可以積分,得出很有實用價值的結果。19世紀上半葉,法國的納維和英國的斯托克斯提出了描述粘性不可壓縮流體動量守恆的運動方程,後稱為納維-斯托克斯方程。

  到19世紀末,經典流體力學的基礎已經形成。20世紀以來,隨著航空事業的迅速發展,空氣動力學便從流體力學中發展出來並形成力學的一個新的分支。

  航空要解決的首要問題是如何獲得飛行器所需要的舉力、減小飛行器的阻力和提高它的飛行速度。這就要從理論和實踐上研究飛行器與空氣相對運動時作用力的產生及其規律。1894年,英國的蘭徹斯特首先提出無限翼展機翼或翼型產生舉力的環量理論,和有限翼展機翼產生舉力的渦旋理論等。但蘭徹斯特的想法在當時並未得到廣泛重視。

  約在1901∼1910年間,庫塔和儒科夫斯基分別獨立地提出了翼型的環量和舉力理論,並給出舉力理論的數學形式,建立了二維機翼理論。1904年,德國的普朗特發表了著名的低速流動的邊界層理論。該理論指出在不同的流動區域中控制方程可有不同的簡化形式。

  邊界層理論極大地推進了空氣動力學的發展。普朗特還把有限翼展的三維機翼理論系統化,給出它的數學結果,從而創立了有限翼展機翼的舉力線理論。但它不能適用於失速、後掠和小展弦比的情況。1946年美國的瓊期提出了小展弦比機翼理論,利用這一理論和邊界層理論,可以足夠精確地求出機冀上的壓力分佈和表面摩擦阻力。

  近代航空和噴氣技術的迅速發展使飛行速度迅猛提高。在高速運動的情況下,必須把流體力學和熱力學這兩門學科結合起來,才能正確認識和解決高速空氣動力學中的問題。1887∼1896年間,奧地利科學家馬赫在研究彈丸運動擾動的傳播時指出:在小於或大於聲速的不同流動中,彈丸引起的擾動傳播特徵是根本不同的。

  在高速流動中,流動速度與當地聲速之比是一個重要的無量綱參數。1929年,德國空氣動力學家阿克萊特首先把這個無量綱參數與馬赫的名字聯繫起來,十年後,馬赫數這個特徵參數在氣體動力學中廣泛引用。

  小擾動在超聲速流中傳播會疊加起來形成有限量的突躍──激波。在許多實際超聲速流動中也存在著激波。氣流通過激波流場,參量發生突躍,熵增加而總能量保持不變。

  英國科學家蘭金在1870年、法國科學家許貢紐在1887年分別獨立地建立了氣流通過激波所應滿足的關係式,為超聲速流場的數學處理提供了正確的邊界條件。對於薄冀小擾動問題,阿克萊特在1925年提出了二維線化機冀理論,以後又相應地出現了三維機翼的線化理論。這些超聲速流的線化理論圓滿地解決了流動中小擾動的影響問題。

  在飛行速度或流動速度接近聲速時,飛行器的氣動性能發生急劇變化,阻力突增,升力驟降。飛行器的操縱性和穩定性極度惡化,這就是航空史上著名的聲障。大推力發動機的出現衝過了聲障,但並沒有很好地解決複雜的跨聲速流動問題。直至20世紀60年代以後,由於跨聲速巡航飛行、機動飛行,以及發展高效率噴氣發動機的要求,跨聲速流動的研究更加受到重視,並有很大的發展。

  遠程導彈和人造衛星的研製推動了高超聲速空氣動力學的發展。在50年代到60年代初,確立了高超聲速無粘流理論和氣動力的工程計算方法。60年代初,高超聲速流動數值計算也有了迅速的發展。通過研究這些現象和規律,發展了高溫氣體動力學、高速邊界層理論和非平衡流動理論等。

  由於在高溫條件下全引起飛行器表面材料的燒蝕和質量的引射,需要研究高溫氣體的多相流。空氣動力學的發展出現了與多種學科相結合的特點。

  空氣動力學發展的另一個重要方面是實驗研究,包括風洞等各種實驗設備的發展和實驗理論、實驗方法、測試技術的發展。世界上第一個風洞是英國的韋納姆在1871年建成的。到今天適用於各種模擬條件、目的、用途和各種測量方式的風洞已有數十種之多,風洞實驗的內容極為廣泛。

  20世紀70年代以來,激光技術、電子技術和電子計算機的迅速發展,極大地提高了空氣動力學的實驗水平和計算水平,促進了對高度非線性問題和複雜結構的流動的研究。

  除了上述由航空航天事業的發展推進空氣動力學的發展之外,60年代以來,由於交通、運輸、建築、氣象、環境保護和能源利用等多方面的發展,出現了工業空氣動力學等分支學科。

《空氣動力學的研究內容》

  通常所說的空氣動力學研究內容是飛機,導彈等飛行器在名種飛行條件下流場中氣體的速度、壓力和密度等參量的變化規律,飛行器所受的舉力和阻力等空氣動力及其變化規律,氣體介質或氣體與飛行器之間所發生的物理化學變化以及傳熱傳質規律等。從這個意義上講,空氣動力學可有兩種分類法:

  首先,根據流體運動的速度範圍或飛行器的飛行速度,空氣動力學可分為低速空氣動力學和高速空氣動力學。通常大致以400千米/小時這一速度作為劃分的界線。在低速空氣動力學中,氣體介質可視為不可壓縮的,對應的流動稱為不可壓縮流動。大於這個速度的流動,須考慮氣體的壓縮性影響和氣體熱力學特性的變化。這種對應於高速空氣動力學的流動稱為可壓縮流動。

  其次,根據流動中是否必須考慮氣體介質的粘性,空氣動力學又可分為理想空氣動力學(或理想氣體動力學)和粘性空氣動力學。

  除了上述分類以外,空氣動力學中還有一些邊緣性的分支學科。例如稀薄氣體動力學、高溫氣體動力學等。

  在低速空氣動力學中,介質密度變化很小,可視為常數,使用的基本理論是無粘二維和三維的位勢流、翼型理論、舉力線理論、舉力面理論和低速邊界層理論等;對於亞聲速流動,無粘位勢流動服從非線性橢圓型偏微分方程,研究這類流動的主要理論和近似方法有小擾動線化方法,普朗特-格勞厄脫法則、卡門-錢學森公式和速度圖法,在粘性流動方面有可壓縮邊界層理論;對於超聲速流動,無粘流動所服從的方程是非線性雙曲型偏微分方程。

  在超聲速流動中,基本的研究內容是壓縮波、膨脹波、激波、普朗特-邁耶爾流動、錐型流,等等。主要的理論處理方法有超聲速小擾動理論、特徵線法和高速邊界層理論等。跨聲速無粘流動可分外流和內流兩大部分,流動變化複雜,流動的控制方程為非線性混合型偏微分方程,從理論上求解困難較大。

  高超聲速流動的主要特點是高馬赫數和大能量,在高超聲速流動中,真實氣體效應和激波與邊界層相互干擾問題變得比較重要。高超聲速流動分無粘流動和高超聲速粘性流兩大方面。

  工業空氣動力學主要研究在大氣邊界層中,風同各種結構物和人類活動間的相互作用,以及大氣邊界層內風的特性、風對建築物的作用、風引起的質量遷移、風對運輸車輛的作用和風能利用,以及低層大氣的流動特性和各種顆粒物在大氣中的擴散規律,特別是端流擴散的規律,等等。

《空氣動力學的研究方法》

  空氣動力學的研究,分理論和實驗兩個方面。理論和實驗研究兩者彼此密切結合,相輔相成。理論研究所依據的一般原理有:運動學方面,遵循質量守恆定律;動力學方面,遵循牛頓第二定律;能量轉換和傳遞方面,遵循能量守恆定律;熱力學方面,遵循熱力學第一和第二定律;介質屬性方面,遵循相應的氣體狀態方程和粘性、導熱性的變化規律,等等。

  實驗研究則是借助實驗設備或裝置,觀察和記錄各種流動現象,測量氣流同物體的相互作用,發現新的物理特點並從中找出規律性的結果。由於近代高速電子計算機的迅速發展,數值計算在研究複雜流動和受力計算方面起著重要作用,高速電子計算機在實驗研究中的作用也日益增大。因此,理論研究、實驗研究、數值計算三方面的緊密結合是近代空氣動力學研究的主要特徵。

  空氣動力學研究的過程一般是:通過實驗和觀察,對流動現象和機理進行分析,提出合理的力學模型,根據上述幾個方面的物理定律,提出描述流動的基本方程和定解條件;然後根據實驗結果,再進一步檢驗理論分析或數值結果的正確性和適用範圍,並提出進一步深入進行實驗或理論研究的問題。如此不斷反覆、廣泛而深入地揭示空氣動力學問題的本質。

  20世紀70年代以來,空氣動力學發展較為活躍的領域是湍流、邊界層過渡、激波與邊界層相互干擾、跨聲速流動、渦旋和分離流動、多相流、數值計算和實驗測試技術等等。此外,工業空氣動力學、環境空氣動力學,以及考慮有物理化學變化的氣體動力學也有很大的發展。
【光速】

真空中的光速是一個物理常數(符號是c),等於299,792,458米/秒。根據愛因斯坦的相對論,沒有任何物體或信息運動的速度可以超過光速。

【光速的測量方法】: 最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法。

1983年,光速取代了保存在巴黎國際計量局的鉑制米原器被選作定義「米」的標準,並且約定光速嚴格等於299,792,458米/秒,此數值與當時的米的定義和秒的定義一致。後來,隨着實驗精度的不斷提高,光速的數值有所改變,米被定義為1/299,792,458秒內光通過的路程。

根據現代物理學,所有電磁波,包括可見光,在真空中的速度是常數,即是光速。強相互作用、電磁作用、弱相互作用傳播的速度都是光速,根據廣義相對論,萬有引力傳播的速度也是光速,且已於2003年得以證實。根據電磁學的定律,發放電磁波的物件的速度不會影響電磁波的速度。結合相對性原則,觀察者的參考坐標和發放光波的物件的速度不會影響被測量的光速,但會影響波長而產生紅移、藍移。這是狹義相對論的基礎。相對論探討的是光速而不是光,就算光被稍微減慢,也不會影響狹義相對論。

【光速的物理】
接近光速情況下,迪卡兒座標系不再適用。同樣測量光線離開自己的速度,一個快速追光的人與一個靜止的人會測得相同的速度(光速)。這與日常生活中對速度的概念有異。兩車以50km/h的速度迎面飛馳,司機會感覺對方的車以50 + 50 = 100km/h行駛,即與自己靜止而對方以100km/h迎面駛來的情況無異。但當速度接近光速時,實驗證明簡單加法計算速度不再奏效。當兩飛船以90%光速的速度(對第三者來說)迎面飛行時,船上的人不會感覺對方的飛船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飛來,而只是以稍低於99.5%的光速速度行駛。結果可從愛因斯坦計算速度的算式得出:

【音速】

音速也是聲速,即聲音在介質中傳播之速度。音波可以在固體、液體或是氣體介質中傳播,介質密度愈大,則音速愈快。在空氣中,音速又會依空氣之狀態(如濕度、溫度、密度)不同而有不同數值。如攝氏零度之海平面音速約為 331.5m/s(1193 km/h);一萬米高空之音速約為 295m/s(1062 km/h);另外每升高1攝氏度,音速就增加0.607m/s。

http://zh.wikipedia.org/wiki/光速


http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%81%B2%E9%80%9F

高三物理 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 才有這種性質 (B) 只有縱波才有這種性質 (C) 聲速比光速慢 (D) 光只能直 ... ( A) 聲速 (B) 波形 (C) 振幅 (D) 頻率 (E) 介質的種類 。 ... 音體的頻率增大時 , 聲速必增大 (C) 聲音在液體中傳播的速率最大 (D) 雨天 ...
一、聽覺的產生 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 512 赫的音叉所發出的聲音,在聲速為 340 公尺 秒的空氣中,波長約為多少公尺? ... (b)溫度:在空氣中的聲速隨溫度之升高而增加。 ... 聲速. m/s) 343 1190. 1450 1485. 1520. 3810. 3850. 5100 5170 ...
http://www.tkgsh.tn.edu.tw/maulin/%C2%B2%B3%F8/%B0%AA%A4T%AA%AB%B2z%A4W%C2%B2%B3%F8/CH14%C1n%AAi/14-... (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 當聲源的速率超過聲速時,由於波形重疊的結果,產生一圓錐形的衝擊波。 (a) (b) (c) ... 當聲源速率超過聲速,各波疊加成圓錐形的波前,此圓錐面隨著聲源移動,在空氣中傳播。 ... 馬赫角θ:聲源速率超過聲速時所形成的圓錐形衝擊波,其圓錐角度的一半。 ...
實驗七 晶體彈性係數的量測 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 利用 PEO 方法精密量測晶體的聲速的縱波、橫波,以求得晶體彈. 性的彈性係數. 二 儀器設備: ... 測量聲速可獲得待測物彈性性質和其所代表的物理性質,一般而 ... 用,但對物性的量測,特別是監測物性變化,如此量得之聲速是不符 ...
七、海水之傳聲性質 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 在海洋水層中聲速有一極小值區,在此會形成波導現象(Wave guide),聲波在此層 中傳播時能量不易發散,往往可傳至數千公里外。 ... 將聲源放在聲速極小值區內則聲波可以傳 到很遠的地方,這個區域稱為聲學通道或是SOFAR(SOund Fixing ...
http://www.cshs.kh.edu.tw/%B1%D0%B0%C8%B3B/%C3D%AEw/94%A4W1/%B0%AA%A4T%AA%AB%B2z94%A4W1.doc (DOC) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 若此波源發出之聲波頻率為1600赫,當時之聲速為340公尺/秒,則在觀察者測得自反射之聲波,其頻率為 1600赫1800赫2000赫2400赫。 ... 以每秒繞2圈的等速率旋轉,假設聲速為340則位於同一水平面上遠處靜止的觀察者,聽到的最高頻率約為 ...
聲學 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 但是據此算出的聲速只有288米/秒,與實驗值相差很大。 ... 利用對聲速和聲衰減,測量研究物質特性已應用於很廣的範圍。 ... 通過對甚高頻超聲聲速和衰減的測定,可以瞭解聲波與點陣振動的相互關係及點陣振動各模式之間的耦合情況, ...
http://csm01.csu.edu.tw/0065/WWW/unit-6.ppt (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 第六章. 可壓縮流體摩擦損失. 單元操作. 馬赫數. 單元操作. NMa= u/a. a為聲速. 氣體在管內流動,因於兩端壓差,壓差信號在氣體中傳送為壓力波,其速率=聲速. 因此氣體在直管內最大速度=聲速. 聲速. 單元操作. a = S:Isentropic 等焓 ...
http://www2.cnsh.mlc.edu.tw/exm88/89121832.doc (DOC) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 若聲速為338公尺/秒,則喇叭之音頻為 ... 若空氣中聲速為330公尺/秒,靜止聲源發出550赫的聲波,而汽車上的乘客在t=2秒時,聽到聲波的頻率為580赫,則汽車的加速度約為 ... 聲源靜止,發出頻率為1750Hz之聲波,聲速為350m/s, ...
聲音的奧妙--聲音Q&A 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 氏零度的情況下,聲速約為每秒331公尺,但溫度每增加一度,聲速 ... A5:「馬赫」是聲速的單位, 海平面上一馬赫相當於每小時1200公里; F16戰鬥機的最大速度為2馬赫,差不多是聲速的2倍。 聲音的強弱 ...
共鳴實驗 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (4) 計算聲速( V = λf ) (二) 測求未知音差的頻率(f) (1) 記錄室溫(t值) ... 2. 由已知之聲速求待測音叉的頻率. 二.原理: (一)由已知音叉的頻率(f)求聲音的速度(V) (二)由已知的聲速(V)求未知音差的頻率(f) 三. ...
第十四章聲 波 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 若空氣的聲速為 344 m/s,則 ... 頻率為 f ,聲速為 u ,則騎士所聞汽車喇叭之頻率為 ... 若聲速為 330 m/s,靜止聲源發出 440 赫的聲波,而汽車上的乘客在 t = 3 秒 ...
http://www.tkgsh.tn.edu.tw/maulin/%AA%AB%B2z%C1%BF%B8q/%B0%AA%A4%A4%B2%C4%A4T%A5U/14-4~14-5%20(%C1%B... (DOC) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 人於是鳴笛示警,笛音頻率為200Hz,已知聲速為340m/s。 下列聽到笛音的頻率是? ... 一靜止聲源,發出頻率為550赫的聲波,有一汽車以v的速度靠近此聲源若空氣中的聲速為336公尺/秒,且在聲源處聽 ...
一、 選擇 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (C) 有關聲音的敘述,下列何者正確? (A)聲音唯有在空氣中才能傳播(B)聲音的高低稱為響度,通常以分貝為單位(C)將吉他絃線拉緊,撥弦時絃線為每秒振動的次數會增加(D)聲速超過340m/s的聲音,稱為超聲波 ...
實驗步驟 在新的視窗中打開此搜尋結果
... ————實驗步驟.———— A.利用共鳴管測量聲速. 在共鳴管中注滿水,以橡皮棰輕敲已知頻率之音叉。 ... 更換音叉,重覆以上1-5步驟。( 三次) 圖(三) B.利用聲速求未知音叉的頻率. 測量記錄當時的氣溫,利用公式(3)或(A)的實驗結果估計聲速。 ...
一. 聲音的產生
(一)物體的振動 由於物體的振動,才能產生聲音。

我們可以從生活中的體驗來感覺聲源 的振動情形 。
生活小體驗

(1)說話或唱歌時,手輕按喉頭周圍,感覺聲帶中振動。

類似的經驗如音樂 播放時,手輕摸音箱,感覺振動。

或打響一面鼓,再用手接住鼓面會得 到發麻的感覺。

當感覺消失時,是否還有聲響?

(2)翻修馬路,氣鑽機開動時,除了巨大聲響外,

四周鄰近門窗是否也受震作響。

(3)打開水龍頭,水滴入水面時,發出聲音,也看見水波。

想想看 為什麼

過年放長串鞭炮時,停在附近裝有防盜器的汽車,為何警鈴聲嘎嘎作響?

動動手試試看

(1)將振動中的音叉觸及水面,觀察有何現象產生?

若將音叉靠近保利龍珠,則保利龍球會如何?

(2)準備一長三十公分的硬紙筒(用完保潔膜所剩中心部分)。

兩端用汽球 薄膜緊緊封住。

然後在紙筒的一端懸吊一個迴紋針,使其剛剛觸及橡皮膜。

固定紙筒,在紙筒的另一端,以指節輕敵橡皮膜。

觀察迥紋針的反應。

(二)介質的傳遞

在十八世紀時,科學家們就已經從實驗中,證實了

聲波需要空氣等介質來傳遞的觀念。

如下圖所示 : 裝有小鈴的容器媟"空氣"慢慢被抽掉,則鈴聲漸弱,

沒有了空氣,就不會有任何聲音傳出。
科學小軟聞

約一千七百年前,義大利的科學家托里切利就提出了

聲音是以空氣為介質來傳遞的觀念。

也曾經想過利用鈴聲無法在真空中傳播的實驗來證明自己所提出的主張,

但是因為當時製造真空狀態的技術不夠成熟,所以無法達成他的心願。

後來英國的物理學家 波以耳發明了抽氣機,將裝有鈴鐺的容器抽成真空,

重做實驗,而證實了托里切 利所提出的觀念。 補充時間:2006-08-18 14:15

動動手 試試看

利用下列材料 :

單孔橡皮塞一個

圓身鉛筆一支 (鉛筆囗徑必須略大於橡皮塞的洞囗)

圓底燒瓶一個

有底小金屬管一個 (可利用裝唇膏的金屬套管)

小金屬螺帽一個

膠帶一卷

鐵架一個

酒精燈或本生燈一個 補充時間:2006-08-18 14:15

如下圖所示,將鉛筆穿過橡皮塞,再將裝有螺帽的金屬套管用膠帶黏牢在鉛筆上。

暫勿將橡皮塞塞入燒瓶口,先在燒瓶內放入少量的水,

置於鐵架上用酒精燈或本生燈加熱。

等瓶內的水沸騰數分鐘後(注意:勿將瓶內的水完全燒光),將橡皮塞塞緊瓶口。

待燒瓶冷卻後,瓶內即形成部分真空。

此時把燒瓶移近耳旁搖晃,幾乎聽不到聲音,

但若將塞子弄鬆,使空氣流入瓶內,

則可清楚地聽見螺帽碰擊 金屬管壁的聲音。 補充時間:2006-08-18 14:15

由以上總總的體驗和實驗,我們了解到,

聲音是物質振動產生的波動, 需要靠介質傳播才能聽到。 補充時間:2006-08-18 14:16

二、聲音的傳播
(一)介質種類

1、傳播聲波的介質,可以是固體、液體或氣體。

生活小體驗

(1)趴在桌上,讓耳朵緊貼於桌面,用筆或尺等硬物輕輕敲打桌面,

可以聽到物體撞擊桌面的聲音。 (圖一 )

(2)拿一隻金屬棒,一端頂住鬧鐘,另一端則貼於耳邊,

可聽見"滴答滴答" 的聲音。(圖二 ) 補充時間:2006-08-18 14:16

(3)夏天在游泳池游泳,閉氣後將頭悶入水中,仍可聽到

池畔岸上人說話的聲音。

(4)若二人同在水中,一人手持二石塊互敲,

另一人也會聽到擊石聲。 (圖三)

(5)醫生為病人看病時,利用聽診器來了解病人心、肺跳動的情形。

(圖 四) 補充時間:2006-08-18 14:16

動動手 試試看:將大鼓及蠟燭裝置如圖五,以鼓槌擊鼓,看看蠟燭的燭焰會有什麼變化?
科學小軟聞
1.西元 1827年利用下圖的裝置,
實驗證明 :聲音能在水中傳遞,並同時測出聲 音在水中的傳播速度。
2.二艘船同浮於水面,但分隔一段距離,當左船水中鐵槌撞擊鐘面同時,
船上燈 光發亮,右船便開始記錄時間,
經過一段時間後,右船在水而下的喇叭管中的確收到鐘聲傳來的聲波,
證實聲音亦能在水中傳播,並且也可量出其傳聲速度。
2.在空氣中傳播的聲波是縱波,如圖六。
連續振動的音叉,使周圍的空氣分子形成疏密相間的連續波形。
在縱波中,介質分子的振動力向和波前進的方向平行。 補充時間:2006-08-18 14:17

(二)影響聲速的變因

1.聲波在介質中傳遞的速度,稱為聲速( 或音速)。

聲速往往因介質種類、狀態等因素而影響其行進的速度。

例如 :在空氣中傳播的聲速,因空氣的溫度、濕度、密度…等不同而不同。

溫度愈高,聲速愈快。濕度較大時,聲速也較快。

已知在 2OoC,乾燥、無風的空氣中,聲速約為 343公尺/秒,

而在 OoC 時,則為331公尺/秒。

若物體移動的速度,超過當時空氣的傳聲速度時,稱為超音速。

表(一)聲音在不同介質中的速度 補充時間:2006-08-18 14:17

( 除了特別標示的溫度外,其餘均在 20oC )

物 質 聲速(公尺/秒)
空氣 ( 乾燥,0C) 331
空氣 ( 乾燥,20C) 343
水蒸氣 ( 134C ) 494
蒸餾水 1486
海水 1519
氫氣 1330
鉛 1190
銅 3810
鋁 5000
鋼 5200 補充時間:2006-08-18 14:18

生活小體驗

你知道聲速有多快嗎?
想想看 為什麼

1. 遠處發生爆炸時,為什麼先感覺到地面振動,才聽到爆炸聲?

2. 聲速只與介質有關,在同一介質中,聲速與聲音的頻率無關。 補充時間:2006-08-18 14:18

動動手 做做看

二人分別站在池塘二側,同時各自製造頻率不同的周期性水波,

測量對力 水波到達所需的時間。

(三)反射與與折射

由於聲音在不同介質中,傳播的速度不同,因而產生了聲音的反射與折射現象。
反射

1.聲波在行進中遇到障礙物,無法穿越而返回原介質的現象,

稱為反射,這種聲波反射現象也稱為回音。

2. 有關聲波的反射現象,早在1882年即被實驗證明(圖九)

右邊搖鈴 (在拋物面的焦點位置)發出的聲波,

將會由左邊的拋物面反射,清楚聽到鈴聲。 補充時間:2006-08-18 14:18

普物實驗—聲波共振 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 利用已知頻率的音叉及共鳴管,測試聲音在空氣中傳播的速度;或測量氣溫,代入公式,估計當時的聲速,來反推未知音叉的頻率。 ... 由公式(4)、(5)可得聲速與音叉頻率的關係,只要量取共振腔的長度,便可得知兩者間的相對量值。 ...
原理與目的 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 利用已知頻率的音叉及共鳴管,測試聲音在空氣中傳播的速度;或測量氣溫,代入公式,估計當時的聲速,來反推未知音叉的頻率。 ... 由公式(4)、(5)可得聲速與音叉頻率的關係,只要量取共振腔的長度,便可得知兩者間的相對量值。 ...

人體暴露在真空狀態之下會變成怎樣? 血液會出現氣泡,內臟跟住會開始膨脹,血管破裂,眼睛會因抵受不住壓力而爆.
FINALLY死於窒息,血肉糢糊.

1) 放吸收劑的辦法不成, 吸收劑仍在容器內即容器不是真空,此外實際上沒有甚麼氣體都可以吸的吸收劑,也不會吸至真空程度。

2)至於「真空實驗室」的真空是怎麼來的呢,其實咪又係會使用到抽真空機,只不過是用了轉移的手法。樓上提到氣體噴出具有慣性,我確是聞所未聞,願聞其詳。至於用氨氣極溶於水,在常溫常壓下確是如此,但現在是抽真空,在此情況下容器內有的自然是氨氣和水氣。

3)樓上的理論不錯,不過答不了題。但仍可作大幅度收改:
容器內原先有空氣的話,用針筒或是手動氣泵最大的困難是控制閥門關閉時不讓氣體倒流,這無論如何努力到空氣稀薄到某一程度即無法繼續下去。

但我們可以製造一個容器,這容器本身即是一個泵而拉動的活門同時就是這個容器的蓋子,容器內先預留一個孔,我們把活門先推到底把所有空氣從小孔排走再封住這小孔,
這時容器內只有活門而沒有空氣,再拉動活門然後用啟動容器內之拴子把活門鎖住,容器內便成真空狀態。

當然要拉動這一活門絕不容易,要用很大的力,我們可借助一些槓桿原理或是連著此活門到一下墜之大石等之大自然力量。我想此法總算是在地球、沒有電力、沒有抽真空機的情況下可行的,而且總比抽氣的辦法可行些。『重力』和『真空』是兩回事,重力和質量有關,宇宙萬物都有重力,也就是一般所說的『萬有引力』。在真空狀態中當然會有自由落體現象,假設哪天你登陸完全真空的月球,手上拿個東西,只要你一鬆手,這個東西一定會往月球表面自由落下。另外,在宇宙群星之間(恆星間平均距離約5光年),不但一片真空,而且由於沒有任何物質,當然也沒有重力。所以『無重力』和『真空』是可以並存的物體不能達到光速不是有沒有真空滴問題~~~~

是因為愛因斯坦滴一個理論說速度越快質量越大~~~

所以速度越快要繼續加速越難~~~~

如果真滴到達光速物體滴質量會到達無限大~~~~

不可能有這麼多滴能量都被吸收和用來加速滴~~~

所以就算有這麼多滴能量拿來吸收物體也會解體~~~~

所以~~~

1沒有這麼多滴能量~~~

2就算吸收物體也會解體~~~

3到達光速質量會無限大也不可能~~~~

所以不是真空不真空中滴問題~~~~

當然不是真空中要到達光速更難~~~~

因為光也是在真空中才可以到達光速~~~

 

光速是有可能的(實際成功過),但--到達--光速目前只有理論階段。

現在的粒子加速器已經可以把粒子加速到光速的0.99倍了,不過就已經耗費了相當大的能量(只是粒子而已喔,就花這麼多)

探索反物質世界 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 直到 1930 年,他才想到或許電子已經把所有的負能量能階填滿了,因為全部都是「滿的」,所以正能量的電子不會再往下掉,他就把「負能量能階全部填滿的狀態」定義成所謂的空狀態。 ... 真空裡面去,把負能量電子激發到正能量狀態。 這樣一來,原來的真空 ...

真空的廣義定義是:什麼物質也沒有
但不代表沒有任何能量存在
所以真空狀態有可能在任何溫度
能量還是會從高能向低能移動

你講的真空是:什麼東西都沒有
包括微粒子、任何物質、能量都不能存在
達到絕對溫度0度(-273.15℃)後物質和粒子便不能移動了
但不是真正的完全靜止
絕對0度是個"理論值"
到目前為止 現在科學家仍無法達到那樣的溫度 也沒有做到那樣的實驗

通常講的真空只是"什麼物質也沒有"
但事實上能量和部分微粒子還是會存在的
 

真空物理簡介 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 及的超真空狀態,其中仍有為數可觀的氣體分子存在。 真空的定 ... 而真空的分類,由於不同的幫浦和測量的方法或者說是不同. 的物理狀態,可依壓力的大小分為四個區域; ... 種程度之真空狀態的機件,統稱為真空邦浦. 在還沒有討論各種 ...
030406 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 在太空中若真能有一池「水」,那在池水中講話當然還是聽得到,但問題在於在太空的「真空」及低溫中,游泳池裡恐怕「沒有水」哩!因為太空不但是氣壓為0的真空狀,溫度也遠低於水的冰點;游泳池裡的「水」不是凝結成「冰」,就是由冰直接「昇華」成「水蒸氣」了! ...
真空過濾 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 能夠由故意創造的裝置中的滲漏來影響更緩和的真空狀態。 ... 滴定操作 本生燈 三閥吸球 滴定管 標準吸球 氣壓計 離心機 圖表記錄器 色層分析 薄膜色層分析 熱量計 真空過濾 加熱板/磁石 熔點 混合 pH測量器 pH測量紙 移液管 傾倒法 測量尺 ...
反射定律 在新的視窗中打開此搜尋結果
反射定律 當光在任何表面發生反射時.會遵守反射定律: 1.光反射時.其入射線和反射線分別在法線的兩側且此三線在同一平面上.2... 當光在任何表面發生反射時.會遵守反射定律: 1.光反射時.其入射線和反射線分別在法線的兩側且此三線在同一平面上.2.入射角等於反射角. ...
光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 反射定律是人類光學上最早發現的定量定律,早在西元前三百年歐幾里得在其著作中就提出反射定律,並描述平面鏡,凹面鏡及凸面鏡光線的特性。 ... 雖然看起來有點複雜,但是所有麼面鏡都是遵守光的反射定律。 ...
Properties of Light 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 約有4%的光自玻璃面反射而出. 反射定律. Edouard Manet 畫中的女孩 ... 跟據反射定律,這幅畫有沒有哪裡不對勁呢? (Eugene Hecht, Physics) 反射定律. 沐浴後的維納斯, 維納斯自鏡中會. 看見什麼? (Eugene ...
Properties of Light 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 約有4%的光自玻璃面反射而出. 反射定律. Edouard Manet 畫中的女孩 ... 跟據反射定律,這幅畫有沒有哪裡不對勁呢? (Eugene Hecht, Physics) 反射定律. 沐浴後的維納斯, 維納斯自鏡中會. 看見什麼? (Eugene ...
第十五章光的反 射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 十五章光的反射. § 15-1 光的反射定律與平面鏡. 1. 光遇到物體會產生的各種作用 : ... 光線不論遇到何種彎曲界面 ,仍會遵守 定律 ,而產生反射 。 2. 橢球面鏡 : ...
http://content.edu.tw/junior/phy_chem/pd_kc/f1/ch4/reflect_law.htm 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 反射定律. 若將入射光源的行進方向以箭矢表示,稱為入射線;反光光線行進的方向也以箭矢表示,稱為反射線。 則入射線、反射面與反射線間存在著某種關係: ... 對於任何表面,光線的反射是遵守下列的反射定律: (1)光線反射時,入射線與反射線分別在法線的兩側, ...

波從一個介質進入另一個介質時其傳播方向突然改變而回到其來源的介質的現象被稱為反射。電磁波(光)、聲波或水波的反射是經常被觀察到和被利用的。波被反射時遵從反射定律,既其入射角等於其反射角。

光的反射定律:光入射到不同介質的界面上會發生反射和折射。
反射光線跟入射光線和法線在同一平面內。
反射光線和入射光線分居法線兩側,並且與界面法線的夾角(分別叫做入射角和反射角)相等。
光的反射定律可以由電磁場的邊界條件導出。


折射(Refraction),又名屈折,是一個光學名詞,指光從一種介質進入另一種介質,或者在同一種介質中折射率不同的部分行進時由於波速的差異,使光的行進方向改變的現象。
光在發生折射時入射角與折射角符合斯涅爾定律(Snell's Law)。

光的折射定律(斯涅爾定律 Snell's Law):光入射到不同介質的界面上會發生反射和折射。其中入射光和折射光位於同一個平面上,並且與界面法線的夾角滿足如下關係:

n1sinθ1 = n2sinθ2
其中,n1和n2分別是兩個介質的折射率,θ1和θ2分別是入射光(或折射光)與界面法線的夾角,叫做入射角和折射角。
以上公式又叫斯涅爾公式。

【高中物理】 幾何光學—光之反射 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... POA 滿足反射定律,則在. 平面鏡上任一點. O. OA. PO. A. O. O. P. 5)平面鏡的像速 ... 由於反射定律, 物(O)與像(I)對平面鏡而言是對稱的。 平行鏡面方向. I. O. v. v ...

1. 一束光照射平面鏡上,其入射線與反射線之夾角為15º,若平面鏡的法線向入射線旋轉15º,則旋轉後,入射線與反射線之夾角為多少?
2. 試證當反射面轉動θ角時,反射線轉動2θ角?
2.反射定律定義入射角等於反射角 所以當鏡面轉動θ時 ,入射線跟反射線的夾角其變化為θ+θ= 2θ

1.還是15º , 因為(15º - 7.5º) *2(此為角度大小) , 且入射角等於反射角
2. 當反射面轉θ角 法線也轉θ角 也就是入射角增加了θ角
入射角=反射角 所以反射角也增加θ角 因此反射線轉動2θ角

1. 當法線轉15º 角 此時法線在入射線另一側 和入射線夾7.5度
入射角=反射角 所以入射線和反射線夾30度首先..這是兩件事...
1.入射角=反射角 就是說射進去的光 和反射出來的光 角度會一樣
2.入射角=反射角=0° 就是你參考書的那段話..當入射光垂直射向平面鏡時 反射光會沿原路徑反射回來 說白話一點 就是你拿著手電筒正對鏡子時(非常正喔)
射回來的光會直直的反射回手電筒 這種情形就是 入射角=反射角=0°
入射角一定會等於反射角。至於零度的原因,是因為光線直射,這樣的話兩者就都會與法線平行而成零度。反射定律:入射角 = 反射角(入射線與法線的夾角 = 反射線與法線的夾角),所以垂直入射時,入射線與法線是同一條(夾角為0°),所以反射線也與法線同一條(夾角也是0°)!!

1.光的反射
  光射至二介質境界面時,有部分光線自界面反回原介質的現象,稱為反射
當光線照射到一良好而平坦的反射面時,平滑的反射面上,入射光線的反射會 遵守反射定律,即
*入射光、反射光及法線均在同一平面上,且入射光、反射光各位於法線的 兩側。
*入射角與反射角相等。

  此反射定律適用於任何形狀的反射面。當反射面為曲面時,我們把每一條光線的射落點近旁的微小範圍視作面,而適用反射定律。如果物體表面不光滑,而是粗糙面,我們可以把它看成由許多不規則的小面積素構成的,每一個面積素對入射的光線,皆依反射定律。但因每一面積素的法線都有不同的方向,故它們反射的光線亦非同一方向,而形成所謂的漫射。白天我們能見到周圍的物體,都是漫射的結果。

2.光的折射
  在均勻介質中,光本為直線進行,但在碰到另一界面時,在界面上的一部
分光被反射,另一部分光則透入第二介質中,透入第二介質的光線並不沿原方 向進行,而有偏折的現象,這現象稱為折射。在折射現象中,入射於界面的光 線稱為入射線,其與界面之交點稱為入射點,通過入射點而垂直於界面的直線 稱為法線,從界面偏折進入第二界質的光線稱為折射線。折射現象 有下列兩個定律:

*入射線、折射線及界面的法線均在同一平面上,且入射線與折射線分在法 線的兩側。
*入射角的正弦與折射角的正弦比是一定值。介質2對介質1的相對折射律 n=sinθi/sinθr如光自空氣進入水中時,其n=1.33,進入酒精中時,n=1.36, 進入玻璃時,n=1.5∼1.9,視其成分而定,大多數普通玻璃的折射律為1.25 。每一物質都有一特定的n值,稱為此物質的折射律,或稱是光線從空氣 射入該物質的折射律。

※折射和反射同時發生,但發生反射並不一定產生折射。

3.全反射
  當光線由光密介質進入光疏介質時,其入射角大於臨界角,(臨界角是折
射角為90度時的入射角)若入射光線再請傾斜,則光線射至界面時,不能射出 空氣中而仍折反物質內,這種現象稱為全反射。
   
 

參考資料
http://www.me.tnit.edu.tw/stud/raytrace/theory.html

http://phys.nuu.edu.tw/mahuang/physlab/first/geom-optics.pdf

\反射定律
當光在任何表面發生反射時.會遵守反射定律: 1.光反射時.其入射線和反射線分別在法線的兩側且此三線在同一平面上.2.入射角等於反射角.
http://content.edu.tw/junior/phy_chem/tp_ct/lab/252/light2.htm


光的折射

   所謂的"光的折射現象"就是由於空氣和水的密度不同,光在穿透二者時,在我們視覺上就會產生某種偏差。希臘天文學家托勒密是第一個用實驗方法研究光的折射現象,被稱為"古代最卓越的實驗研究"。他把一枚銅錢放在一隻稱為"洗禮盆"的容器底部,假定眼睛所看到的剛好通過盆邊達到比銅錢略高的地方。然後向盆媞C慢注水,這時人的眼睛看到銅錢了,即看起來物體比實際位置升高了。
  後來,托勒密在他的〈光學〉一書中又描述了一個實驗,想通過它仔細研究光的折射,他拿了一個圓銅盤,盤上裝兩把能繞盤心O旋轉的尺子OA和OB,他把銅盤一半垂直地放入一隻小水盆中,注入清水,讓光線由空氣射入水中,就得到它在水中的折射光線。轉動OA和OB尺,使它們分別與入射光線和折射光線便合(如圖)。然後把圓盤從水中拿出來,測定入射角和折射角,得到一系列的資料。
  由此,托勒密得出結論:"折射角和入射角成正比關係"。這對於角度小的情況下是近似正確的,他是第一個用實驗的方法測定入射角的折射角的人,但是他沒有尋找出它們之間的數學運算式。正確的折射定律直到17世紀才由法國人笛卡兒提出。
  笛止兒把光看作由無數小球組成,他是從光的微粒觀念中推導出折射定律的。在1637年出版的〈折光學〉一書中,他第一次正式頌了具有現代形式的折射定律,即運算式為:sini(i是下標)/sinr(r是下標)=常數式中:i為入射角;r為折射角。

http://www.fhsh.tp.edu.tw/sub/subject04/interest/light/light_07.htm

反射定律是人類光學上最早發現的定量定律,早在西元前三百年歐幾里得在其著作中就提出反射定律,並描述平面鏡,凹面鏡及凸面鏡反射光線的特性。
 

參考資料
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/rainbow/rainbow2/%A5%FA%AA%BA%A4%CF%AEg.htm

是光的反射嗎??

當光在任何表面發生反射時.會遵守反射定律: 1.光反射時.其入射線和反射線分別在法線的兩側且此三線在同一平面上.2.入射角等於反射角.
我們能看到物體在平面鏡後所成的像,是由於光線在鏡面上反射後到達眼睛的結果,如左圖所示,一點燃的蠟燭置於鏡前,從燭焰A點所發出的光線,經鏡面反射後,其反射線的延長線〈圖中虛線部分〉都會通過A’,不管是鏡前的甲或乙的位置,當往鏡內看時,部分會感覺光好像都是從鏡內的同一點A’發射出來的,A’就是燭焰A點經平面反射所成的像。
這邊還有網站可供你參考....
http://content.edu.tw/junior/phy_chem/tp_ct/lab/252/light2.htm



http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/rainbow/rainbow2/%A5%FA%AA%BA%A4%CF%AEg.htm



http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/rainbow/rainbow2/%A5%FA%AA%BA%A4%CF%AEg.htm

哈哈鏡就是讓光線反射不同,使原本物體失真的鏡子。
他是有遵守反射定律的,利用由凹凸面鏡組合而成,能使鏡前人的身材產生戲劇性的變化。
1.凹面鏡:
(1).光線遵循反射定律。
(2).由主軸上的焦點(F)所發出的光線,經反射後平行射出,以增加照射光線強度。
例:汽車的車前燈、手電筒的燈頭等。
2.凸面鏡:
(1).光線遵循反射定律。
(2).凸面鏡所生的像為正立縮小虛像,但能增加反射鏡前物體的成像範圍。
例:迴旋山路邊所架設的凸面鏡、汽車的後視鏡等。

那是虛像,已經失真了
 

反射定律有三條重點:

一、入射線、法線和反射線在同一平面。

二、入射線和反射線分別在法線的兩側。

三、入射角(入射線與法線的夾角)等於反射角(反射線與法線的夾角)。

反射定律適用的對象:

具有波動性質的聲音、水波、光波等都適用反射定律

當光在任何表面發生反射時.會遵守反射定律: 1.光反射時.其入射線和反射線分別在法線的兩側且此三線在同一平面上.2.入射角等於反射角.

當光線發生反射時,反射的光線滿足「入射角」等於「反射角」的關係,且入射光與反射光均在介面的同一邊,此定律稱為反射定律。

一、連結、分隔與對稱 (第 3 頁) 在新的視窗中打開此搜尋結果
article ... 光的反射定律與極小性:光的反射定律是 「入射線、反射線和平面在反射點的法線三線共面,而且兩者和法線的夾角相等。 」 ... 鏡子成象的幾何原理:令 P' 是 P 對于 的反射對稱點。 ...

物理多問(10分)(用來做功課)

1.甚麼是反射定律?
2.平面鏡作倒後鏡的好處和壞處(各一)
3.原色光同非原色光有甚麼分別?
4.甚麼是色散?
5.甚麼是折射現象?

1. 當符合下列三個程況,反射定律定律就會成立。
程況一:入射線,反射線及法線在同一平面上
程況二:法線與反射面垂直
程況三:入射角是入射線與法線之間的角及反射角是反射線與法線之間的角

那麼,入射角等於反射角

2. 好處:影象不會被扭曲
壞處:能見角度比凸鏡細

3. 原色是一些基本顏色,是不能被其他顏色混合出來。三原色為紅,綠及藍。這是因為我們視網膜上的感光細胞(視錐細胞)只能感覺這三種色。
非原色,是指所有不是紅綠藍的顏色。它們能用三原色混合而成。

4. 色散(dispersion)是指光線被一些物質(例如三菱鏡)分成不同的顏色。例如大陽光可被三菱鏡分成紅橙黃綠青藍紫七色。

5. 折射現象是指光線經過一些具有不同光學密度的物質時,所產生的偏折現象。光線所經過的兩種物光學密度差別越大,偏折的幅度越大。
snell&#39;s law
折射系數 = sin(入射角) / sin(折射角)
 

光的反射 在新的視窗中打開此搜尋結果
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當波行進遇到不同介質的介面時,會有部份的波反射,其餘的波則可能進入新介質。

光是一種電磁波,也具有波的一般特性。

例如:當可見光垂直射向玻璃時,約有4%的光反射,其餘96%的光則進入玻璃內。

當光從玻璃內再度垂直進入空氣時,仍然約有4%的光反射,其餘96%的光線則進入空氣中。

若是光線在玻璃中行進時,被玻璃吸收的比例相對很小,則玻璃會呈現透明的狀態。

若是光線被吸收的比例增加,則呈現半透明或甚至不透明的狀態。

當光線並非垂直射向透明介質的介面時,則會在介面上產生反射與折射現象。

反射波滿足反射定律:入射角=反射角。

折射現象則起源於波在不同介質內不同的行進速率。

如右圖 滾輪從人行道滾到草地時 由於草地上滾動速度較慢

因此在行經 人行道與草地的邊界時 滾輪的行進方向改變了!

光線的行進 也有同樣的性質
 

參考資料
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/rainbow/docs/refraction.html

雨後經常可以看到的彩虹,是因為空中飄浮的小水滴就像一個個的球形透鏡,陽光射入水滴後,經過折射、反射再折射出來,進到我們的眼睛。本來的白光進入水滴後,會像牛頓的三稜鏡實驗一樣,因為折射而分成不同的色光,所以彩虹才有不同的顏色。

但是如果空氣中佈滿水滴,為什麼我們只看到一道彩虹,而不是到處都有彩虹呢?這是因為光線入射水珠的位置,只有一個角度會讓折射出的光線強度最大。這就是解讀彩虹現象的最基本原理:入射光和眼睛見到色光的視線間有一個固定的夾角。

因此,並不是只有空中某些特別的水珠會產生彩虹,而是只有在特定角度的水珠所折射出來的色光才能進到我們的眼睛。這個角度和不同色光的折射率有關,例如紅光的折射率較小,夾角較大(約42°13');反之,紫光折射率小,夾角就較小(約40°30'),這就造成紅色在上、紫色在下的彩虹。

因為陽光是平行入射,由上述原理和「平行線同位角相等」的定理,進到眼中的色光會因為空氣中的水珠層厚度的增加而加強,這就是為什麼大雨後的彩虹較清楚、小雨後的較淡薄的原因。

由於基本原理中固定夾角的限制,當太陽在我們頭上時(例如正午),折射的光線進不到眼睛,所以看不到彩虹。必須到約下午4點以後,彩虹才會在山巒或城市的天際線上出現,而且隨著時間越接近傍晚,彩虹的位置會越高,這也是基本原理的應用。

根據同樣的原理,考慮以通過眼睛平行於入射陽光之直線為轉軸,旋轉在你眼中造成彩虹的入射光線,這時進到你眼睛的折射色光,會轉出一個圓錐面。如果入射光不平行於地面(例如下午4點時),這個圓錐面投射到我們眼裡,看起來只是一段短圓弧。但是到了傍晚陽光平行於地面時,我們眼中的彩虹,就幾乎是正半圓。關於如何利用微積分推導彩虹基本原理。

大家記憶裡最深刻、最令人讚歎的彩虹,都發生在大雨後的傍晚,顏色分明的一道彩虹,圓圓高掛在天邊,從一座山跨到另一座山。看過上面的說明,讀者應該能夠自行解釋了吧。

彩虹是非常有趣的哲學對象,既不真的存在於外界,也不只是人類心靈的想像,它是主客互動的產物。下次和友人看到彩虹時,請記得你們共享的是空靈大氣、好風好雨;至於彩虹,是無法共享的。
參考資料
http://www.sciam.com.tw/circus/circusshow.asp?FDocNo=491&CL=8

雨後經常可以看到的彩虹,是因為空中飄浮的小水滴就像一個個的球形透鏡,陽光射入水滴後,經過折射、反射再折射出來,進到我們的眼睛。本來的白光進入水滴後,會像牛頓的三稜鏡實驗一樣,因為折射而分成不同的色光,所以彩虹才有不同的顏色。

但是如果空氣中佈滿水滴,為什麼我們只看到一道彩虹,而不是到處都有彩虹呢?這是因為光線入射水珠的位置,只有一個角度會讓折射出的光線強度最大。這就是解讀彩虹現象的最基本原理:入射光和眼睛見到色光的視線間有一個固定的夾角。

因此,並不是只有空中某些特別的水珠會產生彩虹,而是只有在特定角度的水珠所折射出來的色光才能進到我們的眼睛。這個角度和不同色光的折射率有關,例如紅光的折射率較小,夾角較大(約42°13');反之,紫光折射率小,夾角就較小(約40°30'),這就造成紅色在上、紫色在下的彩虹。

因為陽光是平行入射,由上述原理和「平行線同位角相等」的定理,進到眼中的色光會因為空氣中的水珠層厚度的增加而加強,這就是為什麼大雨後的彩虹較清楚、小雨後的較淡薄的原因。

由於基本原理中固定夾角的限制,當太陽在我們頭上時(例如正午),折射的光線進不到眼睛,所以看不到彩虹。必須到約下午4點以後,彩虹才會在山巒或城市的天際線上出現,而且隨著時間越接近傍晚,彩虹的位置會越高,這也是基本原理的應用。

根據同樣的原理,考慮以通過眼睛平行於入射陽光之直線為轉軸,旋轉在你眼中造成彩虹的入射光線,這時進到你眼睛的折射色光,會轉出一個圓錐面。如果入射光不平行於地面(例如下午4點時),這個圓錐面投射到我們眼裡,看起來只是一段短圓弧。但是到了傍晚陽光平行於地面時,我們眼中的彩虹,就幾乎是正半圓。關於如何利用微積分推導彩虹基本原理。

大家記憶裡最深刻、最令人讚歎的彩虹,都發生在大雨後的傍晚,顏色分明的一道彩虹,圓圓高掛在天邊,從一座山跨到另一座山。看過上面的說明,讀者應該能夠自行解釋了吧。

彩虹是非常有趣的哲學對象,既不真的存在於外界,也不只是人類心靈的想像,它是主客互動的產物。下次和友人看到彩虹時,請記得你們共享的是空靈大氣、好風好雨;至於彩虹,是無法共享的。你應該有聽說光線透過三稜鏡會折射彩虹色吧

雨後也會出現彩虹的原因∼因為飄留在空氣的水分子代替三稜鏡∼將光折射出

七種顏色∼這是七種不同的頻率的色階組成的顏色∼當然這也是可見光的顏色

要想瞭解彩虹是如何形成的,首先要知道太陽所發出的『光』包含有各種不同『顏色』的光線,光線在真空或介質中是直線行進的,在遇到不同介質的介面上時部份光線會被反射,部份光線會被折射。



  當太陽光在天空行進,遇到天空中細小的水滴時,光線會被折射進入水滴內,由於不同『顏色』的光線彎曲的程度不同,於是水滴內不同顏色的光線便被分開了。

  當光線第二次遇到水滴與空氣的邊界時,大部份的光線會很快又折射出去。但少部份在水滴內經過一次反射的光線,在第三次遇到水滴與空氣的邊界時,部份被折射出去的光線會形成『虹』。

  又被反射回水滴內的光線,在第四次遇到水滴與空氣的邊界時折射出去的光線會形成『霓』。


太陽光的顏色

  太陽光所發出的『光』包含有各種不同『顏色』的光線,物理上我們說太陽光包含有各種不同頻率(或波長)的光(電磁波)。
  不僅僅是太陽,自然界的物體都會發射出各種不同頻率的電磁波。溫度越低的物體,所發出的電磁波頻率較低的成分較多,溫度越高,則頻率高的電磁波比例會逐漸增加。



  三種不同溫度(燈絲最高溫3000K,碳極放電4000K,及太陽表面6000K)的物體所輻射出電磁波其強度(縱軸)隨波長(橫軸)的變化情形。中間彩色的部份是『可見光』,也就是人的眼睛能夠感受的電磁波訊號的範圍。左邊為較短波長(較高頻率)的紫外光(UV)。右邊為較長波長(較低頻率)的紅外光(IR)。

  即使是人體本身也會輻射出電磁波,只是人體的溫度更低,所發出的電磁波主要為紅外線(是人眼睛所無法直接觀測的)。但是藉由紅外線探測器或夜視鏡將紅外線轉換為可見光,便可於黑暗中看見人體的溫度分佈情形。




  據說:伊拉克在攻擊科威特前,為了避免美國的飛機炸毀伊拉克的戰車。於是在沙漠中挖了很多地道,戰時讓戰車躲入沙漠下的坑道內。一片黃砂滾滾讓美國的飛機無法找到戰車的位置。可惜沙漠中白天時溫度非常高,戰車又大多是金屬,吸收了很多的熱量。黑夜時,沙漠的表面溫度很快的就降下去了,可是埋在沙土裡的戰車溫度較四周的沙土高(熱容量較大),於是輻射出人眼雖看不見的紅外線。於是美國的飛機黑夜時利用紅外線探測器,將每輛沙土下的戰車看得一清二楚。於是一部部的戰車皆被摧毀殆盡。

光行進在不同介質中的物理現象

  光線在真空或介質中會沿著直線前進。(註:在強大的重力場附近,光線也會被影響而彎曲),當光行進時在兩不同介質的介面上會發生什麼樣的變化呢?


  光線中會有部份光線會被反射回同一介質,反射的光線滿足如圖入射角等於反射角的關係(反射定律)。部份光線則會穿透過去,穿透過的光線行進方向亦會改變,滿足斯奈耳(折射)定律n1sinθ1=n2sinθ2



  


  反射以及折射定律,可以用另一種觀點來導出(費馬原理)

  光線總是選擇行進時需時最短的路徑。在同一介質內,光速不變因而最短的路徑也就是需時最短的路徑。恰好滿足反射定律。在不同的介質內,光行進的速度不同,滿足折射定律的路徑也就是需時最短的路徑。或者說所有可能的路徑中,光線最先抵達的路徑。

  光在介質內的折射率n=光在真空中的速度/光在介質內的速度。

  由上面的定義可知:光線在真空中的折射率為1。通常光線在較緊密的介質內折射率較大。下表列出對波長5890埃的光線而言,光線的折射率

介質 空氣 冰 水 酒精
C2H5OH 石英
SiO2 四氯化碳
CCl4
玻璃 鑽石 鎵的磷化物
折射率 1.00029 1.31 1.333 1.36 1.4584 1.46 1.5-1.6 2.417 3.5

  若是兩介質的折射率越接近,則透射光所佔比例越多。若是兩介質的折射率相差越多,則反射光所佔比例越多。反射光與折射光強度的比例與入射角也有關係。(也與光的偏振方向有關)

  因為光其實就是電磁波,藉由電場與磁場在介面上的邊界條件,便可分別計算出反射光/透射光與入射光強度的比值。由折射率為n1的介質垂直入射折射率為n2的介質時,反射光與入射光強度比為為(n1-n2)2/(n1+n2)2,玻璃的折射率約為1.5,空氣中垂直入射玻璃表面的光線,約有4%的光線會被反射回來,96%的光線則會透過玻璃。

  水的折射率約為1.33,光線由空氣垂直入射水中時約僅2%的光線被反射回來。當在白天於室內望著玻璃外時,(室外較亮,室內較暗時)由於室內光線經由玻璃反射的光線,較室外的光線透過玻璃進入室內的光線弱,因此可清楚看見室外的影像,而不易看見自己身影的反射。

  當在夜晚於室內望著玻璃外時,(室外較亮,室內較暗時)由於室內光線經由玻璃反射的光線,較室外的光線透過玻璃進入室內的光線強,因此可清楚看見自己身體的影像(玻璃好像鏡子一般)。

彩虹的原理

  不同頻率的光線在介質內的折射率(或者說行進的速度)並不相同。



  因此光線在兩介質的介面上發生折射時,不同頻率的光線折射角便不相同。於是由許多種不同頻率光線所組成的陽光,發生折射時(例如射向稜鏡時),不同頻率的光線會從不同角度折射出來,形成紅澄黃綠藍靛紫等彩色的條紋。



  在可見光範圍附近頻率較高的光線在介質內的折射率也較大(行進速度較慢)。於是對相同入射角的不同頻率光線而言,頻率較高的光線折射角較小(或者說波長較長的光線,折射角較大)。

  我們說光線發生『色散』了。當光線遇到天空中的小水滴時,光線會折射進入(球形的)水滴內繼續行進,於是發生了一次光線的色散。當光線再度遇到水滴邊界時,大部份的光線會被再度折射出去,又發生了一次色散。可是為什麼這些被折射出去的光線並未形成彩虹呢?

  當我們面對太陽時,我們會看見上述被兩次折射的光線,但是卻看不到彩虹的形成。反而是少部份被水滴反射的光線,又再一次遇到水滴邊界時,大部份被折射出去的光線,形成了美麗的彩虹。



  而少部份又被反射的光線,則在下一次的邊界上折射出去時會形成『霓』。因此『霓』的光線強度會比『虹』弱很多。因此通常剛下過雨後背對著太陽時,較容易看到『虹』(仰角42o附近,紅色在上),『霓』(在仰角50o附近紅色在下)則較不容易觀察到。

  所以通常說虹在水滴中經過了一次反射兩次折射。霓則多經過了一次的反射(兩次反射兩次折射)。

參考資料
http://134.208.23.90/consultant/PhysicsInLife/optical/rainbow%20and%20optical.htm

 


 


下雨和雨後初晴的時候,天空聚集了無數個小水滴,由各種顏色組合而成的陽光,照射在這些小水滴上,折射後進入水滴內,在裡面全反射後再折射出來,因不同的角度可折射出不同的顏色,我們從地面看過去,所有的這些角度,就構成一個半圓的彩虹,但如有機會從飛機上往下看,有時能看到一全圓的彩虹。

每種有色光都有它特定的折射角度,像紅光是43°,因此,當我們背對太陽,且視線和太陽光平行的時候,我們只能看見與我們視線呈43°的水滴所折射出來的紅光。而你站定不動,所有與你的視線呈43°的水滴組合起來,剛好就是一個弧形。同樣的道理,其他顏色光也是這樣,只是角度不同而已。

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世界上真的有所謂的彩虹嗎?要先了解彩虹是如何形成的.......

其實說出來就不浪費了(= =)

1.太陽所發出的白光,其實包含有各種不同顏色的光線(或者應該說各種不同頻率的光→電磁波)。
2.不同頻率的光線進入人眼,我們會看見不同的顏色。
其中只有頻率在3.90×10^14Hz~7.89×10^14Hz(及波長約在770nm~380nm之間)的電磁波是人眼可見的,我們稱為可見光。

3.光線行進到不同東西上會產生反射或折射的現象
有部份光線會被反射回原介質。 反射的光線一定滿足反射定律(入射角等於反射角)
有部份光線會穿透過去,接著會因為在不同的介質中產生速度變化而改變行進的方向。

不同頻率(不同顏色)的光線在介質內的行進速度並不相同,因此當光線在兩介質的介面上發生折射時,不同頻率的光線折射角便不相同。於是由許多種不同頻率光線所組成的陽光在發生折射時,不同頻率的光線會從不同角度折射出來,形成 紅 澄 黃 綠 藍 靛 紫 等彩色的條紋。

至於彩虹:通常剛下過雨後,天空佈滿小水滴,當我們背對著太陽時,我們很容易看到。

太陽光在天空行進,遇到天空中細小的水滴時,光線會被折射進入水滴內,由於不同顏色的光線折射的角度不同,於是水滴內不同顏色的光線便被分開了。
當光線要由水滴內穿出時,會第二次遇到水滴與空氣的邊界,大部份的光線會很快又折射出去。
而少部份的光線會被反射回水滴內,當這些光線再次要穿出水滴時,會第三次遇到水滴與空氣的邊界,這時部份被折射出去的光線會形成 ,所以說 彩虹 在水滴中經過了 一次反射 及兩次折射。

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... 颱風過後,波浪的現象亦是屬長週期波的型態,因為颱風遠離的緣故,颱風不再持續供應大量的能量予波浪,但依舊有湧浪進入,只是水位的變化不如颱風來襲前大。 ... 使波持續成長而以長週期波的湧浪形式離開風域。 湧浪(swell):為風域外,因風浪衰減以長週期波 ...
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波速是由“介質“所決定的,反射後仍在同一介質中,所以波速不變
頻率是由“振動波源“所決定的,反射和振動波源無關,振動波源仍為同一波源,所以頻率不變
波長=波速/頻率,既然前面說明了波速和頻率都不變,那波長當然不變
響度是由“振幅“所決定,波傳播的路程越長,能量越分散,振幅越小
反射後,聲波傳播的路程(不是位移喔)比反射前要長,所以振幅減小,響度變小
(D) 響度
波並沒有進入不同的介質, 波速,頻率和波長並不會改變.
但原聲波的能量被介質吸收, 再反射回來,將會使振幅(能量)降低, 亦即響度下降.做到一些題目都有些問題,想問問看大家

1.有一繩波的振動頻率加倍
a.振幅增加
b.波長增加
c.波的傳遞時間減少
d.波數增加


我想問的事振幅是不是要施力的力量大才可以增加?

波長要怎麼增加?

要怎麼樣才能減少時間?

位什麼頻率增加會造成波數的增加?而不會造成時間變的比較短?


聲波的傳播快慢是波速嗎?

位什麼跟週期還有頻率跟波長有關?

繩波的傳播速率快慢為什麼沒有跟上面說的那三樣有關?

我想問的事振幅是不是要施力的力量大才可以增加?
=> 振幅指能量,指波的振動幅度,看你是什麼波,不見得施力大,振幅就大
  但可以確定,振幅大,能量大
  你用力吼,需要耗費身體更多能量,來使聲音大聲

波長要怎麼增加?
=> 請你想像手拿一繩,一秒甩一個波出去和一秒甩兩個波出去,假設力道相同
  你覺得那個甩出去的波長較長?
  由波速 = 頻率 x 波長
  一秒甩兩個波,頻率大,在相同介質中,波速不變,因此波長變長

要怎麼樣才能減少時間?
位什麼頻率增加會造成波數的增加?而不會造成時間變的比較短?
=> 頻率的定義:單位時間內產生的波數(振動次數)
  (白話:一秒內的波數)
  故,頻率增加,表示波數多,也就是上面所說
  一秒甩一個波,頻率 1 次/秒
  一秒甩兩個波,頻率 2 次/秒

聲波的傳播快慢是波速嗎?
位什麼跟週期還有頻率跟波長有關?
繩波的傳播速率快慢為什麼沒有跟上面說的那三樣有關?
=> 假設你一秒走兩步,一步 30 公分
  速度的定義:單位時間內,位置的變化量
  (白話:一秒內移動的距離)
  所以你走路的速度是一秒 60 公分,寫成 60 公分/秒
  一秒兩步,即頻率 2 步/秒
  一步 30 公分,即波長 30 公分/步
  你的速度 = 頻率 x 波長 = 2 步/秒 x 30 公分/步 = 60 公分/秒
  為什麼跟週期有關,因為頻率和週期是倒數
  一秒幾個波叫頻率,單位:次/秒,即次數
  一個波要幾秒叫週期,單位:秒/次,即秒,即時間
  所以波速也 = 1/週期 x 波長
  注意囉,我要改寫成 波長 = 波速 x 週期
      其實這就是 距離 = 速度 x 時間

  繩波也是波,當然跟這有關
  不要死記什麼頻率、波長的... 只不過是 距離 = 速度 x 時間 而已
 
2006-08-10 1:48 補充
一秒甩兩個波,頻率大,在相同介質中,波速不變,因此波長變長
這一行筆誤了,頻率大,波長小
反之,只要頻率小,波長變大
 

先回答你第一個問題: 繩波振動頻率加倍 ,那波數就會增加!
第二個:振幅要變大就要增加擺動的角度和力量!!
波長要增加 振幅就要大!
第三個: 我想你說的是"傳播時間"吧? 波的傳送速度跟頻率,振幅是沒有關係的
也就是說 蜜蜂拍動翅膀的聲音跟人說話的聲音在空氣中傳播速度是一樣的!
大力敲鼓跟小聲講話也是一樣!
傳播速度跟介質才有關係! 地面>水>空氣>真空=01.有一繩波的振動頻率加倍
a.振幅增加
b.波長增加
c.波的傳遞時間減少
d.波數增加

振幅是振動的大小力, 和頻率無關
在同一介質當中, 波速相同, 波長和頻率成反比
也就是說 頻率增加-->波長變短
波長要增加-->降低頻率
減少時間....這邊的"時間"如果是指振動一次的時間(也就是週期)的話
那麼"增加頻率"是正確的做法, 因為頻率和週期成反比
聲波的傳播快慢是波速沒錯....只和傳遞的介質特性有關, 和頻率.週期.波長無關
因為這是屬於能量的傳播....因介質特性決定快慢
週期是"振一次花幾秒", 頻率是"一秒鐘振幾次", 剛好是相反的定義
所以兩者成倒數關係有關a. b. 的部分重新修正一次好了:

a. 振幅是振動的大小力, 和頻率無關
-->所以振動頻率加倍不影響振幅
要改變振幅必須改變振動的大小力才行
b. 在同一介質當中, 波速相同, 波長和頻率成反比
也就是說 頻率增加-->波長變短
波長要增加-->降低頻率
==>這邊應該改為頻率加倍-->波長變成原來的二分之一
所以波長不是增加, 而是變短(變小)
而如果要達到"波長增加"的效果, 必須降低頻率
c. d. 需要重述嗎?

當聲音有了方向 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 古人也了解聲波必定四處擴散。 然而. 基於種種原因,人類卻又一直渴望駕 ... 於任何聲波而言,空氣都是所謂的 「非線性介質」,因此超聲波會在空氣 ... 不過在海水這種介質中,定向聲波的. 用途想來想去總離不開聲納,如今進 ...
CH14聲波 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 14-1聲波的傳播. 14-2聲音的駐波〈1〉. 14-2聲音的駐波〈2〉. 14-3聲音的共鳴. 14-4都卜勒效應. 14-5音爆 ... CH14聲波. 14-1聲波的傳播. 14-2聲音的駐波〈1〉. 14-2聲音的駐波〈2〉. 14-3聲音的共鳴. 14-4都卜勒效應. 14-5音爆 ...
利用共鳴空氣柱測聲速 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 故一頻率所發生第一次共鳴處之管長為該頻率下聲波之波長的四分之一,而每當管長增加波長的二分之一時,又將發共鳴。 ... 聲波頻率相當穩定。 ... 由多次實驗後發現,聲波在管內空氣柱形成駐波時,管口並非恰好為波腹,而實際波腹可能位於管口上方一段距離, ...
题目:都卜勒效应 (DOC) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 如圖(a)聲源朝聽者運動,聽者所接收到的聲波較小,因為波速一定,由知頻率升高。 ... 這裡我們都未曾考慮傳播聲波的介質之運動,事實上介質有相對運動時,對頻率亦有影響。 ... 當波源和觀測者運動的方向與兩者聯線成垂直時,聲波沒有都卜勒頻移, ...
普物實驗—聲波共振 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 相向而行,其相位差為1/2時,則可互相干涉形成駐波(standing wave)。一般在入射波與反射波之間的相互干涉即為駐波;當在共鳴管中形成駐波的聲波頻率與管口外的音叉頻率相同時,則音叉會產生共鳴(resonance) 的現象。 ...
科學人雜誌網站 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 耳機罩內的麥克風負責感應傳入耳機外殼的聲波,喇叭負責製造壓力波予以抵消。 ... 如果聲波的相位與理想值的差距能控制在25度內,就可將噪音降低20分貝。 ... 要抵消90分貝的噪音,喇叭必須能夠產生音量相仿的反相聲波,對能量的需求相當大,因此效率是重要的關鍵。 ...
科學傳聲筒 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 雖然所使用的聲波並不強烈,但是干擾鯨魚「唱歌」的效果卻十分顯著。 鯨魚所發出的聲波是交配的重要前奏,而變調的求歡之歌對於鯨魚的繁殖是相當不利的。 ... 而且,當這些動物靠近聲納系統時,強烈的聲波更有可能造成它們聽覺的損害或生理上的創傷。 ...
聲波傳遞速率與介質密度關係
1、固體&gt;液體&gt;氣體
以是故:密度越大速率越快

2、聲波傳遞速率與介質溫度關係
溫度越高,速率越快

但是同介質中,溫度越高,密度卻會越小
所以溫度越高,速率應該越小(見2)
與(1)相駁
why?
2006-09-02 13:17:39 補充
謝謝老師
不過我想請問 這個國中有教到嗎?
因為是國中的妹妹問我空氣溫度越高聲波越快還是慢
我就用上面的推論回答慢
我的印象中好像沒有
還是我沒記到…
不過現在知道了
謝謝~
此外,分子的振動指的是自身的周期震動還是接受外來力量的振動?
如果您有看到再麻煩您一下,感恩

第一點 你的推論是錯誤的

只說力學波波速  固>液>氣

但並沒有說 同樣狀態下 密度的影響

基本上影響力學波傳遞的因素

應該可分為兩項

1.分子本身的速度 2.分子間的間距(分子間的力量)

I.在同一態下:

(1)此時分子間距雖然微幅的變大(同一態下 溫度升高體積稍微增加) 分子間的力量微幅變小  但變化非常小  只造成傳遞速度微微下降(幾乎沒有影響 同一態分子間距變化量 可忽略) 

(2)此時影響波速最主要的原因是因為 溫度越高 分子的振動速度越快 導致 傳遞速度越快

II.三態變化

分子間距 則出現巨大的變化  三態間分子間距差異很大

比如 液態與氣態間分子間距增大 力量變小 因此會造成 力學波傳遞速度明顯的下降 (此時相較於分子動能雖然增加 但影響相對較小)


 

共振基本原理實驗 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 金屬弦(如實驗說明所示) (丙)玻璃管 聲波 振動. 訊號產生器(如實驗說明所示) 放大器 ... 喇叭的 週期性振動 會使 玻璃管中的空氣 振動,形成 聲波(縱波)。此即 將 聲波 導入 圓柱型 共振腔中,並設法 讓 聲波 可以形成 駐波。 ...

電話系統

電話機的種類繁多,常見約有:有線、有線主機、無線副機以及無線電話、行動電話等。如依撥號方式則有轉盤式與按鍵式電話。

一、撥號的傳送原理
一般而言,傳統的轉盤式電話,撥號時所撥數字愈大,送出的脈波電流愈多,故轉回的時間長,這種傳送方式稱為脈衝式傳送。
目前的電話大多為按鍵式電話,當每一個數字鍵被按下時,會發出不同頻率的聲音,此聲音是由兩個頻率不同的訊號組合而成(左圖)。電信公司的交換機便以此合成訊號的頻率來辨別號碼,選擇並接通通話的對象,這種傳送方式稱為複頻式傳送。

二 、發話與收話的原理
(一)發話器的工作原理:
發話器的功能是將聲波變成電流,作用像麥克風。發話器的構造(右圖)中,以薄鐵片做成的振動板與固定板 間充滿了碳粒 子 。當我們說話時,聲波振動振動板,振動板與固定板問的碳粒子因為受到擠壓,間隙縮小,接觸面積增大而使電阻變小,電流增強;反之,則電流減弱。隨著我們說話聲音的大小,發話器便送出強弱不同的電流到通話對象
的收話器。

(二)收話器的工作原理:
收話器的功能是將電流變成聲波,作用類似喇叭或耳機。收話器(左圖)中,也有一振動板,平常被永久磁鐵吸住。當電流通過線圈時 ,電磁鐵產生磁場,將振動板斥離,此斥力的強弱隨電流的大小而變化。因此,由對方發話器傳來的電流,在收話器裡由電磁鐵轉變為不同的斥力,控制振動板的振動程度,而振動板則振動空氣,使聲音還原。

三 、電話的傳送
電話依通話距離的遠近以不同的方式傳送,短距離以成對的銅線電纜傳遞,而長距離則以光纖電纜傳送,電纜無法架設的地方以微波無線電的方式傳送。而電話與電話的連接則須靠交換機來完成,因此有電話的地方一定要有交換機(局)。
從前電話是用戶搖鈴後,由接線生在交換機上完成交換,目前已採用數位交換機。當它收到信號時,能自動找到正確的電話號碼,而將兩方的搭線器接在一起。


 

話筒內的碳粉會因為聲音改變而做改變
進而引響導線的電流
聲音大,碳粉被壓小一團,電阻小
聲音小,碳粉佔體積比較大,電阻大

然後對方的聽筒內設有電磁鐵,會因為碳粉的壓縮,引響電流的大小,
再引響磁力大小,然後會吸著聽筒內的金屬薄片產生振動
就會發出聲音

電話系統

電話機的種類繁多,常見約有:有線、有線主機、無線副機以及無線電話、行動電話等。如依撥號方式則有轉盤式與按鍵式電話(右圖)。


轉盤式電話的脈衝傳送


按鍵式電話的脈衝傳送
 

一、撥號的傳送原理
一般而言,傳統的轉盤式電話,撥號時所撥數字愈大,送出的脈波電流愈多,故轉回的時間長,這種傳送方式稱為脈衝式傳送(左圖)。
目前的電話大多為按鍵式電話,當每一個數字鍵被按下時,會發出不同頻率的聲音,此聲音是由兩個頻率不同的訊號組合而成(左圖)。電信公司的交換機便以此合成訊號的頻率來辨別號碼,選擇並接通通話的對象,這種傳送方式稱為複頻式傳送。
二 、發話與收話的原理
(一)發話器的工作原理:
發話器的功能是將聲波變成電流,作用像麥克風。發話器的構造(右圖)中,以薄鐵片做成的振動板與固定板 間充滿了碳粒 子 。當我們說話時,聲波振動振動板,振動板與固定板問的碳粒子因為受到擠壓,間隙縮小,接觸面積增大而使電阻變小,電流增強;反之,則電流減弱。隨著我們說話聲音的大小,發話器便送出強弱不同的電流到通話對象
的收話器。

(二)收話器的工作原理:
收話器的功能是將電流變成聲波,作用類似喇叭或耳機。收話器(左圖)中,也有一振動板,平常被永久磁鐵吸住。當電流通過線圈時 ,電磁鐵產生磁場,將振動板斥離,此斥力的強弱隨電流的大小而變化。因此,由對方發話器傳來的電流,在收話器裡由電磁鐵轉變為不同的斥力,控制振動板的振動程度,而振動板則振動空氣,使聲音還原。
三 、電話的傳送
電話依通話距離的遠近以不同的方式傳送,短距離以成對的銅線電纜傳遞,而長距離則以光纖電纜傳送,電纜無法架設的地方以微波無線電的方式傳送。而電話與電話的連接則須靠交換機來完成,因此有電話的地方一定要有交換機(局)。
從前電話是用戶搖鈴後,由接線生在交換機上完成交換,目前已採用數位交換機。當它收到信號時,能自動找到正確的電話號碼,而將兩方的搭線器接在一起。

 

話筒內的碳粉會因為聲音改變而做改變
進而引響導線的電流
聲音大,碳粉被壓小一團,電阻小
聲音小,碳粉佔體積比較大,電阻大

然後對方的聽筒內設有電磁鐵,會因為碳粉的壓縮,引響電流的大小,
再引響磁力大小,然後會吸著聽筒內的金屬薄片產生振動
就會發出聲音

990749 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 送話器上覆有塑膠薄膜,裡頭裝了碳粒,當我們說話時,聲波振動塑膠薄膜,使碳粒受到擠壓,而改變電阻,使得流過碳粒的電流發生相應的變化,這種變化形成了電信號,藉由線路傳送出去。 ... 薄鐵片會受到不同大小的吸力而產生振動,這種振動在空氣中形成, ...
鯊魚的介紹 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 內淋巴管接頭皮的兩個孔,內耳中的接收器還具有和側線一樣的功能,可以接收聲波振動,範圍可達兩公里外。 ... 牠們的側線會先測得食物活動引起的振動,隨後嗅覺再輔助找出方向及位置,最後在襲擊之前會繞著獵物打轉,這時視覺便發揮功用了。 ...
3 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 例如我們能分辦鋼琴、小提琴的聲音,是因為兩種樂器各有不同的。 四、 樂音三要素 ... 利用超聲波可以檢查人體內患病的部位和範圍,或看到母體內的胎兒。 3. 用超聲波的高頻率,也可以清洗浸在溶劑中的精密機械或工具。 4. ...
http://www.tkgsh.tn.edu.tw/phy651/%B0%AA%A4%A4%B1%D0%A7%F7powerpoint/%B0%F2%AA%AB/%B0%F2%AA%ABC4%20%... (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 圖4-16 超聲波掃描成像術非常適用於檢驗孕婦內胎兒的健康情況。 第四節 樂音與樂器 ... 音調與音色(音品) 樂器的分類. 樂音的三要素. 樂音. 有規律的振動,聽起來悅耳的聲音。 樂音的三要素 ...
http://www.dmhs.kh.edu.tw/L/ph/2~4%A6h%C5%DC%AA%BA%C1n%AD%B5.PPT (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 震人心弦的管弦樂隊. 1.樂音三要素 (1) 聲音的特性包括:響度、音調、音色三個因素 ... 7.超聲波 (1) 人耳所能聽到的聲音頻率在20-20000赫 (2) 頻率超過20000赫的聲音稱為『超聲波』 ...
http://host.wcjhs.tyc.edu.tw/~ta530013/download/downloadCH3.ppt (PPT) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 聲音反射的應用一 聲納(超聲波)、蝙蝠飛行. 原理:聲音是等速運動 測量距離 ... 樂音. 噪音. Q 小問題. 如何避免製造噪音?舉個噪音對身體有害的實例? ... 聲音的三要素:響度、音調、音色. 1.響度:指聲音的大小(強弱) ...
主題:有聲世界 (PDF) 在新的視窗中打開此搜尋結果
... (響度、音調、音色)。 (2) 能了解共鳴的原理及. 應用實例。 (3) 能了解樂音與噪音的 ... 聲波的頻率在 20000 赫以上時,人類無法聽見,稱為超聲波超聲波可應用在醫學上的掃描,將超 ...


 

 

16-3牛頓第一運動定律

一、伽立略的實驗:

日常生活中我們常可以看到一些物體的運動現象,這些物體有保持原來運動狀態的特性。例如靜置在桌子的書本,若沒有外力推它,它會一直保持靜止的狀態;花式溜冰選手在滑行過程中,若沒有煞住,就很不容易讓自己停下來。

伽立略的實驗

(1)裝置: 如下圖。一光滑之軌道面,左邊為固定的斜面,右邊為可調整斜角的斜面。
(2)結果:
A、 使一小球由斜面的上端向下滑,這個球滑至斜面下端後繼續前進,滑向另一斜面,最後達到一個最高位置,這個高度與原來高度相等。

B、 如果把右邊斜面坡度逐漸減小,球還是可以達到同一高度,只是在斜面上所經過的距離隨之增加。

C、 如果使小球由斜面滑至一個光滑水平面上,則小球將如何運動?

(3)伽力略的推論: 如果水平面完全光滑而沒有任何阻力的話,則小球將沿直線永不停止的運動。
(4)討論:
(a) 由小球滑到右邊斜面之最大高度與左邊斜面之傾斜程度無關球在兩邊斜面高度總是相等
(b) 小球由斜面滑到一水平面時,通常會逐漸減慢而停止下來,這是受到空氣阻力即摩擦力作用之故。

慣性:物體不論是在運動或靜止均具有維持其原有運動狀態的特性。

例:
(1) 公共汽車開動時,站著的乘客,身體向後傾如下圖。
(2) 在緊急煞車時,乘客則向前傾,如下圖。

(3) 在等速行駛的火車中,若向上垂直拋擲硬幣,則硬幣將會落回原地;若拋出後,火車加速前進,則落於後面。若火車減速,則落於前面。

二、牛頓第一運動定律(慣性定律)

伽力略的書中有提到慣性的概念。一直到牛頓,他統合了前人的觀念正式以力的觀點提出慣性定律,將伽力略的基本觀念更清楚的敘述。

(1)內容: 物體不受外力作用或雖外力作用但所受合力為零時,則其運動狀態將維持不變。靜者睎R,動者琲u一直線以等速度運動
(2)討論:
(a) 物體若維持靜止狀態或作等速度運動時,則其所受外力之合力必為零。
(b) 若物體運動速度大小或方向改變時,則必受外力作用(或合力不為零)。
教與學資訊庫 在新的視窗中打開此搜尋結果
教與學資訊庫 Untitled Document item1 ...
科學人雜誌 - 天才討論班 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 此外, 太陽系中的物體, 不論行星、衛星、彗星或是無動力人造物體, 沒有一個是等速直線運動, 就可以得知, 牛頓第一定律至少在太陽系之內無法適用. ... 既然太陽系內無法使用牛頓第一定律, 那麼幫第二定律找個慣性座標系, 也算是天方夜譚了. ...
天文小百科 在新的視窗中打開此搜尋結果
... 即是牛頓第一定律. 對流 (Convection) 熱氣體上升,冷氣體下沉,能量向外傳送。 ... 英國數學家及物理學家牛頓寫出三條關於物件運動的定律包括: 牛頓第一定律 (Newton's First Law Of Motions):即是慣性定律 ...

牛頓三大運動定律

牛頓第一運動定律

在太空中是驗證牛頓第一定律最好的地方。

牛頓第二運動定律

重量×加速度=動量

8000公斤的遊覽車×時速100公里=800000個動量

1000公斤的小轎車×時速100公里=100000個動量

1000公斤的小轎車×時速220公里=220000個動量

 

 

 

            

 

體重一樣重的貓和狐狸,但是牠們擊球的力道不同,球滾的速度是不是不一樣?

動量、動能重量×加速度

同樣輕輕一揮,體重重的大狗所揮出的動能、動量是不是比小貓來得大?

 

動能,動量=重量×加速度
 
實驗一:重量不變,加速度的改變是否會影響動能,動量

小朋友下面的實驗材料很好找,

你也來做做看,結果會不會一樣?

 

:彈珠都一樣大(同一顆),坡的斜度較小

位能較小,加速度是否較小?

               動能,動量較小,
                撞開的距離是否較短?
 
:彈珠都一樣大(同一顆),坡的斜度較大
位能較大,加速度是否較大?
               動能,動量較大,
                撞開的距離是否較遠?

讓我們來看看實驗結果

 

牛頓第二運動定律
   動能,動量=重量×加速度
實驗二:坡度不變,重量的改變是否會影響動能,動量
 

小彈珠較輕
動能,動量較小
撞開的距離是否較短?

 

大彈珠較重
動能,動量較大
撞開的距離是否較長?

 

牛頓第三運動定律

 

 

圖片資料取自(力與運動  英文漢聲出版有限公司)

 

為什麼車上的蘋果會在車頂跌下來?

假如有一輛玩具車和蘋果,
把蘋果放在玩具車車頂,
用力使車向前平滑的道路走,
3秒後突然把車殺停,
為什麼車上的蘋果會在車頂跌下來?

如你所分類,是物理問題。
這是因為牛頓第一定律:慣性問題(inertia)
牛頓第一定律裡面講到一件物體除非受到外來的作用力,否則物體的速度會保持不變(即係靜止狀態的就保持靜止狀態,前進狀態的就保持前進狀態),叫做慣性。

經你一推,載著蘋果的玩具車在前進時,蘋果和玩具車都是以同一個速度(e.g. 2m/s)前進著。
當你把車殺停,車子的速度是0,但是蘋果因為慣性所以仍以車子停止前的速度(i.e. 2m/s)前進著,所以蘋果會在車頂向前跌下來。

另外,當你把蘋果放在玩具車車頂,蘋果和玩具車都是處於靜止狀態,如果你一開始“使勁”推玩具車,蘋果也會從車頂向後跌下來。這是因為玩具車由靜止狀態變成前進狀態,而蘋果卻因為慣性所以仍保持靜止狀態,所以玩具車前進後,蘋果會懸空而掉下來。不信的話你可以試試~

p.s. 因為我校是用英文教學物理,所以有些專用名詞不是很正確,但希望你能看得明吧。另外,這牛頓第一定律還有其他內容,這裡不作詳列。

 
發問者評價:
感謝各位人士解答問題,我選定hellohyde22為最佳解答,也感謝dymondwong補充問題答案.

為甚麼一隻蒼蠅能在地鐵車廂飛??

為甚麼一隻蒼蠅能在地鐵車廂飛??
蒼蠅在一個空間裡飛,當地鐵以高速行駛,蒼蠅會不會彈到最後那一卡??

為甚麼蒼蠅會不會彈到最後那一卡?? 補充時間:2006-04-14 11:15:44
這只是一個很簡單的物理現象

當列車以5km/h 向前行時 , 車內的所有物件都同樣以5km/h 向前行駛 ,

這個是由於慣性的原因 ,而慣性的理論及證實則早於牛頓第一定律已經證實。

牛頓第一定律 :
1. 任何物件如果以圴速行進時 ,沒有施予外力的話 ,它會保持圴速行駛。
2. 任何物件靜止 ,沒有施予外力的話 ,它會保持靜止 。

因此當列車開動時 ,我們的身體會傾向後 ,這由於我們的身體在列車開動前是靜止,

我們的身體便傾向於保持靜止 。

再者 ,在開動中的列車上彈起 ,也不會到達最後的一卡 ,因為你在彈起的時候 ,你和列車

都是是同樣速度向前行進 ,因此即使你彈起了 ,也會跟隨著列車的速度向前 ,因此只會在原地上。
參考資料:

牛頓第一定律

... 加速度a:速度的變化率. 牛頓第二定律謂外力改變物體的運動狀態,即在力的方向上產生加速度. Fa. F=ma =m. 牛頓第一定律可謂第二定律的特例:不受外力作用時,物體靜者恆靜動者恆以等速直線運動 ...
... 牛頓第一定律 (Newton's 1st law) ... 自由體圖的選擇是由整個系統中取出適當大小之單元,以僅考慮此一單獨單元受力的情形,決定其牛頓第二定律方程式。 ... 牛頓第三定律 (Newton's 3rd law) 若物體A施一力於物體B, ...
教與學資訊庫 Untitled Document item1 ...
... 在實驗室,力和加速度的量測都可以記錄下來,因此由第二定律,如果有一已知的不平衡力F1作用於一質點上,可以量得加速度a1。 ... 此定律為本章絕大部分研究的基礎。 也要注意靜力學為動力學的特例,因為在合力為零時牛頓第二定律導致其第一定律的結果; ...
... "動量"(momentum)。所以牛頓第二定律可更. 明確的敘述為 ... 牛頓第二運動定律的數學描述. 若以上對慣量的定義能被接受,則牛頓第二定律的描述可以數學形式表達 ... 牛頓定律運用的例子. 類似於運動學的問題, ...

為什麼物體做圓周運動時, 會產生離心力?
離心力GE 施力者又係邊個??

http://syi.hkcampus.net/~syi-yh/IP/IP5.htm-----------------------------------------


我們在遊樂場玩 氹氹 轉的時候,常有被拋出去的感覺,人們通常會說是離心力的關係,究竟離心力是什麼呢?
在一個加速中的參考系統中,牛頓的第二定律(F=ma)需要作一些修改才能適用。這個修改就要將假力 (fictitious force)也加進淨力(net force)內一起計算。例如,你在地面上觀察一自由落體(圖一),可用牛頓第二定律求出加速度為g(向下)。但如你跟著那物件一同落下,根據你的觀測,那物件是沒有加速度的(圖二)。


為了要令牛頓第二定律也適用於此情況,我們必須加上一個假力。向上的假力和向下的重量抵消了,因此這物件相對於你來說是沒有加速度的。請留意,假力並非任意的,而是根據參考系統的加速度而定。

在 氹氹轉上,我們感受到的所謂離心力其實亦是假力的一種,事實上它並不存在,而是因為在 氹氹轉上的我們本身是一個正在加速的參考系統,必須要將假力一同考慮,才可符合牛頓定律。


其實,我們可完全不用離心力去解釋這想被向外拋的現象,只要我們將參考系統定在地上(即一個不加速的參考系統)便可。每樣東西都有慣性(inertia)去沿著一直線運動,你其實不是被外拋,而是你的慣性令你被向外拋的感覺。

總括來說,離心力是假力的一種。它出現的原因是 氹氹轉本身是一個正在加速的系統。
參考資料:

http://syi.hkcampus.net/~syi-yh/IP/IP5.htm

一個唔知算唔算係物理問題

1:如果一舊棉花以子彈既速度運動,當佢撞埋去一個人到既話,個個人係唔係等於比子彈打中??

子彈能夠殺死人, 因為它有足夠穿過身體的動量(momentum).
而一件物件的動量為 它的速度乘它的質量(mass x velocity = momentum).
因為棉花的質量很低, 儘管它有子彈的速度, 棉花的動量比子彈是低得多了.

另一種解釋可用牛頓第二定律F=ma, Force = mass x acceleration. (其實這不是真正牛頓第二定律, 因為真的第二定律也是講述動量, F=ma 只是從第二定律變出來的equation)
如果棉花和子彈永遠有相同加速率, 那麼他們的速度也是永遠一樣.
這可假設兩者的acceleration 是一樣. 因為棉花的質量比子彈低得多, 根據F=ma,
最後棉花撞擊身體時所產生的力比子彈少.

所以結論是那人不等於被子彈射中.
子彈能夠殺死人, 因為它有足夠穿過身體的動量(momentum).
而一件物件的動量為 它的速度乘它的質量(mass x velocity = momentum).
因為棉花的質量很低, 儘管它有子彈的速度, 棉花的動量比子彈是低得多了.

另一種解釋可用牛頓第二定律F=ma, Force = mass x acceleration. (其實這不是真正牛頓第二定律, 因為真的第二定律也是講述動量, F=ma 只是從第二定律變出來的equation)
如果棉花和子彈永遠有相同加速率, 那麼他們的速度也是永遠一樣.
這可假設兩者的acceleration 是一樣. 因為棉花的質量比子彈低得多, 根據F=ma,
最後棉花撞擊身體時所產生的力比子彈少.

所以結論是那人不等於被子彈射中.
 

... 牛頓三大運動定律. 第一定律:除非受到外來的作用力,否則物體的速度(v)會保持不變 ... 作用於飛機的力要剛好平衡,如果不平衡就是合力不為零,依牛頓第二定律就會產生加速度,為了分析方便我們把力分為X、Y、Z三個軸力的平衡及繞X、Y、Z三個軸彎矩的平衡。 ...
... 五、速度與加速度-牛頓第二定律-運動定律. 速度 是指物體運動的速率和方向。 ... 牛頓第二運動定律就說明,物體的加速度是直接地正比於作用在物體上的力且與物體質量成反比。 ... 牛頓的第一運動定律也稱為牛頓的慣性定律,此定律 ...
... 由虎克定律加上牛頓第二運動定律,我們不難瞭解振動的成因。 ... (1) 介質中任何一小部份,因其鄰近介質之影響,皆受到虎克式之「復原」力,故遵從牛頓第二定律,作往復式之振動並不隨波而行。 ...
... 根據牛頓第二定律( F=mv. 2 /r)和萬有引力定律即兩個物體之間引力的大小與它 ... 牛頓第二運動定律(動量跟作用力的關係) :動量為物體質量與速度的乘積, ... 牛頓第三運動定律(作用力與反作用力定律) :火箭推力的獲得,乃由高速噴 ...
... 牛頓第二定律 (Newton's Second Law Of Motions):(F = ma)。當作用在物體的外力總和不等於零時 (淨力 F),物體便會加速,加速度 (a) 的大小與物體的質量 (m) 成反比,但與物體所受的淨力大小成正比。 ...
... 活動可使他們更了解牛頓第二定律,及其在加速系統中的應用。 乘坐極速之旅時,你的感覺如何? ... 進階. 把牛頓第二定律應用於加速中的升降機。 試繪畫自由體圖,並以之解釋淨力如何造成加速度。 步驟 ...
... 如果現在我們回頭看看涉及牛頓第二定律的那些東西,並且用類似加速度的概念來比較,我們看到,"力"是與它所產生的加速度成正比的。 ... 第二定律,即"變化率"。什麼是變化率,它將怎樣測量?所提到的動量是"質量乘以速度"。牛頓 ...
... AB. F. 代表物體. A 作用於物體 B 的力,餘此類推。 應用牛頓第二定律於物體. A. A. A ... 中學物理課本多以牛頓第三定律去証明動量守恆 ... 一個牛頓第三定律不成立的例子. 考慮右圖. 圖中. q 和 Q 是兩粒如箭矢所示方向走動著的正電荷。 ...
... 何謂牛頓三大定律? 作用力與反作用力有哪些生活實例呢? 為什麼開車要維持安全距離呢? ... 牛頓第二定律:就是著名的F = ma,意思是說外力(F)與加速度成正比(a),而m為物體的質量。 牛頓第三定律:力總是成對出現的,一個作用力一定伴隨著一個反作用力。
... 牛頓第二定律實驗. 未知固體試樣的分析. •慣性定律實驗. 化合與分解. ※經常性辦理,以高中生為對象。 ... 牛頓第二定律實驗. 未知溶液之鑑定. ※經常性辦理,以國中生為對象。 ...
... 牛頓推算出 F 是與 m 成正比 , 那是因為跟據牛頓第二定律 (Newton's Second Law of Motion), 施加在一件下墜中的物體的力 (還記得那個蘋果嗎 ? ) , 是與該物件的質量成正比 (F = ma ...
... ( 1)牛頓第二定律F=ma,當一物合力等於零時,物如何運動? ... (4)物轉動時有加速度,與牛頓第二定律不合,牛頓錯了嗎? 面試心得: ... 師大的教授好像比較不喜歡東部的小孩,像我進去第二,每位教授都會擺著臉孔,不太愛笑, ...
... 將圖(2)所示的小車放在平滑 上,將小車上的風帆拆去後開動小車上的風扇,觀察小車的運. 動情況。 ... 按圖(3)所示,注一半清水於「噴水火箭」內,利用加壓泵將空氣泵入火箭。 小心發動火箭, ...

我想請問 磁力 不遵守 牛頓第三定律  是為什麼阿

     我個人的解釋是這樣     請問我有錯嗎

                                                                                
   牛頓第三運動定律:
                                                                               
   凡是有一個作用力的產生,必同時產生一反作用力,
                                                                               
   兩者量值相等,方向相反.
                                                                               
   作用力與反重用力的特徵:
                                                                               
   1. 同時產生  同時消失
                                                                               
   2. 量值相等  方向相反 (作用在同一直線上,但彼此不能抵消)
                         (因為並非作用在同一物體上)
                                                                               
   磁力並不遵從牛頓第三定律 , 因為它並非一定作用在同一直線上.
                                                                               
   地心引力: 比如說拿地球跟人來說好了,兩物體因萬有引力互相吸引
                                                                               
             朝兩物體的連心線移動,但因為兩者質量相差太大,因此
                                                                               
             地球可視為不動. 此兩力可稱為作用力與反重用力.

             亦可舉 原子核的電子之間的引力.  

             PS: 接觸力: 一般皆適用於此定律
                                                                               
                非接觸力: 適用於 連心線 ex: 萬有引力 , 電力
                                                                               
                 不適用於 連心線 ex: 磁力 , 假想力
 

請說明 為何你認為 磁力不遵守牛頓第三運動定律?
想一想 施力者 與受力者分別是? 力的大小與方向 如何決定?
 

若兩根直導線不平行,則它們之間的作用磁力亦不會平行

故第三定律不適用於導線間的磁力,

結論:第三定律不一定成立

這樣子推論合理嗎?

那再請問一個問題,除了假想力之外,哪些力?哪些情況?第三定律不成立

 

    我想請問 磁力 不遵守 牛頓第三定律  是為什麼阿

     我個人的解釋是這樣     請問我有錯嗎

                                                                                    牛頓第三運動定律:                                                                                    凡是有一個作用力的產生,必同時產生一反作用力,                                                                                    兩者量值相等,方向相反.                                                                                    作用力與反重用力的特徵:                                                                                    1. 同時產生  同時消失                                                                                    2. 量值相等  方向相反 (作用在同一直線上,但彼此不能抵消)                          (因為並非作用在同一物體上)                                                                                    磁力並不遵從牛頓第三定律 , 因為它並非一定作用在同一直線上.                                                                                    地心引力: 比如說拿地球跟人來說好了,兩物體因萬有引力互相吸引                                                                                              朝兩物體的連心線移動,但因為兩者質量相差太大,因此                                                                                              地球可視為不動. 此兩力可稱為作用力與反重用力.

             亦可舉 原子核的電子之間的引力.  

             PS: 接觸力: 一般皆適用於此定律                                                                                                 非接觸力: 適用於 連心線 ex: 萬有引力 , 電力                                                                                                  不適用於 連心線 ex: 磁力 , 假想力   

            麻煩老師了  謝謝

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物理問題[牛頓第三定律]

我想問下物體既重量w,佢既反作用力係乜?
對於一個自由下墜的物體,重量既反作用力係咪空氣阻力??

由牛頓第三定律來定義,每種力量都必有其反作用力。而且:
1.它們的力量是相等的,而且方向相反
2.它們必須要由兩個主體互相施加在對方身上

對於一個自由下墜的物體,它的重量其實是由它所存在空間質量最dominant的重物--地球所對它施加的萬有引力。基於定義,就算你不懂得較深入的物理,也可以寫出其反作用力是物體施加在地球上的重力。

而在事實來說,萬有引力是相向的。你和地球其實是互相吸引,只是因為地球的質量太大,所以你對它的影響大分輕微罷了。

1.牛頓第一運動定律:物體如果不受外力作用或是合力為零,則靜止的永遠靜止,運動的永遠沿直線作等速率運動。(靜者恆靜,動者恆作等速度直線運動),
是根據伽利略的慣性實驗的推理而來,故又稱為慣性定律。
2.牛頓第二運動定律:物體受外力F作用時,會沿力的方向產生一加速度a,加速度a的大小和外力F的大小成正比,和物體的質量m成反比,就稱為牛頓第二運動定律,又稱為運動定律。(F = ma)
3.牛頓第三運動定律:施力於一物體,此物體必會對施力者造成一反作用力,此兩力大小相等,方向相反,同時發生,且作用在同一質線上,稱為牛頓第三運動定律。又稱作用力與反作用力定律。
定滑輪是用來改變作用力的方向..以方便對物體作功..不省力也不費力的裝置..
牛頓第三運動定律(作用與反作用定律)。
一物體受外力作用時,必產生一反作用力,作用力與反作用力大小相等,方
向相反,但作用力與反作用力作用在不同物體上,所以不能抵消。
已知F為作用力,F'為反作用力,則

依牛頓第二運動定律


二物體自接觸至分離的時間為 t,平均加速度各為a及a'

代入可得

故牛頓第三運動定律亦可述敘為「作用於物體之動量與反作用力作用於物體之動量大小相等,方向相反。」亦稱為反作用定律。
例如:發射大砲,砲身後退;拍打皮球,手掌也會痛等
參考資料
http://content.edu.tw/vocation/mechanical/tp_st/chap09/htm/KIN1-1.HTM

Mathematical Principle of Natural Philosophy. 牛頓《自然哲學的數學原理》(1687年) ... 強調他所發現的原理是數學性的。. 研究牛頓的專家認為,他想以《原理》取代笛卡兒 ... 在處理過含向心力的問題之後,牛頓導出刻卜勒的第三定律(命題15),並以兩節的篇幅討論 ...

memo.cgu.edu.tw/yun-ju/CGUWeb/SciKnow/PhyStory/.../NewtonPrinciple.htm -

用力定律。

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

很多早期關於動力學的觀念,在1590年伽利略以實驗去研究單擺和落體運動後都被推翻了。這些實驗的結論對於力作用於運動中物體的效應有進一步的了解。然而,一直到1687年牛頓 (Isaac Newton) 發表質點運動的三個基本定律前,力對於物體運動的一般定律都尚未明瞭。經稍微修改,牛頓的三個運動定律可說明如下



 

第一定律  一開始為靜止或以定速作直線運動的物體,如果不受到不平衡力的作用,將會保持原來的狀態。

第二定律  一個受不平衡力F作用的質點,會得到與力的方向相同,且大小與作用力成正比的加速度a

 

第三定律  兩質點間的作用力和反作用力,大小相等、方向相反、且作用在同一直線上。 第一和第三定律被大量用於靜力學關念的發展。雖然此二定律在動力學中也有應用,由於牛頓第二運動定律是建立質點的加速運動和作用於其上的力之間的關係,此定律為本章絕大部分研究的基礎。也要注意靜力學為動力學的特例,因為在合力為零時牛頓第二定律即導致其第一定律的結果;亦即沒有加速度產生,因此質點的速度保持常數。



在實驗室堙A力和加速度的量測都可以記錄下來,因此由第二定律,如果有一已知的不平衡力F1作用於一質點上,可以量得加速度a1。因為力和加速度成正比,比例常數m可以由比例m = F1/a1決定。假設單位一致,一個不相同的不平衡力F2也作用於其上,將導致加速度a2,且F2/a2 = m。在兩個情況其比例將會一樣,而且力和加速度兩個向量的方向相同。此正數m稱為質點的質量 (mass)。因為在任何加速的情況都為定值,m為質點阻止速度改變的傾向之定量描述。



 

如果質點的質量為m,牛頓第二運動定律可以寫成如下的數學式

 

F = ma

稱為運動方程式 (equation of motion),是力學中最重要的公式之一。如上所述,它的有效性純粹基於實驗證據。然而,在1905年愛因斯坦 (Albert Einstein) 發展了相對論,限制牛頓第二運動定律描述所有質點運動的可能性。由實驗已經證實時間並非如牛頓假設的是個絕對量。因此,運動方程式不足以預測質點的真實行為,特別是質點的速率接近光速 (0.3 Gm/s)時。Erwin Schrodinger及其它研究人員在量子力學上的發展也進一步顯示由此方程式得出的結論亦不適用於質點運動範圍小至原子間距離以內的情況。然而,在大部分的情況之下,這些關於質點的速率和尺寸的條件在工程問題裡並不存在,因此本書不考慮這些效應。

 

 

牛頓萬有引力定律  牛頓在導出他的運動三大定律後不久,又提出了涵括任何兩質點間相互吸引的現象之定律。這個定律的數學式為

 

     

 

 

其中F = 兩質點問的吸引力;G = 萬有引力常數,其實驗值G = 66.73(10-12) m3/(kg×s2);m1, m2 = 兩質點個別的質量;r = 兩質點中心問的距離。 任何兩質點或物體都有一互相吸引的重力作用其間。然而,在質點靠近於地表的情況,明顯的引力只有質點和地球間的作用力,此力稱為 「重量」,我們也只考慮此種重力。

 

質量和重量  質量 (mass) 是物體的特性,我們藉以比較一物體和另一物體的行為。如上所述,此性質表現為兩物體間的引力且為物體抵抗速度變化的定量量度。它是個絕對量,因為質量可在任何位置度量。然而,物體的重量 (weight) 並不絕對,因為它是在重力場中量測的,也因此其大小與量測的位置有關。從,我們可以推導質量m1 = m的質點之重量W的一般式。令地球的質量為m2 ,且r為地球的中心和質點間距離。如果 g = Gm2/r2,則

 

W = mg

F = ma比較,我們稱g為重力加速度。在一般的工程計算中,g是在地球的海平面上,緯度為 45º之處量測的,視為 「標準位置」。 質量和重量在 SI單位系統中的量度方式是不同的,定義這些單位的方法要完全了解才行。

 

SI單位系統   在SI系統中,物體的質量以公斤表示,而重量由運動方程式F = ma去計算。因此,如果一物體質量為m (kg),且位於重力加速度為g (m/s2)之處,則重量表為牛頓(Newtons),即W = mg (N),如下圖。如果物體恰在標準位置,重力加速度g = 9.80665m/s2。為計算方便,採用g = 9.8I之值,因此

 

 

 

W = mg (N)    (g = 9.81m/s2)       

 

 

所以,質量為1kg的物體重量為9.81N;一個2 kg的物體重量為19.62N;依此類推。

 

 

另一方面,物體的重量以牛頓 (N) 表示,而質量由F = ma去計算。因此,如果一物體重量為W (N),且位於重力加速度為g (m/s2)之處,則質量表為公斤(kilograms),即m = W/g (kg)。因為物體恰在標準位置,重力加速度近似為9.81 m/s2,以公斤表示的物體質量為

 

 

 

  (g = 9.81 m/s2) 

 

所以,一重量為9.81N的物體質量為1kg;一個19.62N的物體質量為2kg;依此類推。

------------------------------------------------------------------------------->運動方程式

 

 

 

 



 

 



 



 

 

 

 

 

 

參考資料:ttp://elearning.stut.edu.tw/mechanical/Dynamics/ch13/13-1.htm

牛頓運動定律

牛頓第三運動定律:又稱作用力與反作用力定律。
(Ⅰ)內容:每施一作用力於物體,物體必給與施力者一反作用力,作用力與反作用力 大小相等、方向相反,且在同一直線上,二者同時發生且同時消失。
(Ⅱ)作用力與反作用力因為作用的對象不同,所以二力不能抵消

... 將圖(2)所示的小車放在平滑 上,將小車上的風帆拆去後開動小車上的風扇,觀察小車的運. 動情況。 ... 按圖(3)所示,注一半清水於「噴水火箭」內,利用加壓泵將空氣泵入火箭。 小心發動火箭, ...

在1590年伽利略以實驗去研究單擺和落體運動後都被推翻了。這些實驗的結論對於力作用於運動中物體的效應有進一步的了解。然而,一直到1687年牛頓 (Isaac Newton) 發表質點運動的三個基本定律前,力對物體運動的一般定律都尚未明瞭。經稍微修改,牛頓的三個運動定律可說明如下:

第一定律 一開始為靜止或以定速作直線運動的物體,如果不受到不平衡力的作用,將會保持原來的狀態。
第二定律 一個受不平衡力F作用的質點,會得到與力的方向相同,且大小與作用力成正比的加速度a。

第三定律 兩質點間的作用力和反作用力,大小相等、方向相反、且作用在同一直線上。

第一和第三定律被大量用於靜力學關念的發展。雖然此二定律在動力學中也有應用,由於牛頓第二運動定律是建立質點的加速運動和作用於其上的力之間的關係,此定律為本章絕大部分研究的基礎。也要注意靜力學為動力學的特例,因為在合力為零時牛頓第二定律即導致其第一定律的結果;亦即沒有加速度產生,因此質點的速度保持常數。

在實驗室堙A力和加速度的量測都可以記錄下來,因此由第二定律,如果有一已知的不平衡力F1作用於一質點上,可以量得加速度a1。因為力和加速度成正比,比例常數m可以由比例m = F1/a1決定。假設單位一致,一個不相同的不平衡力F2也作用於其上,將導致加速度a2,且F2/a2 = m。在兩個情況其比例將會一樣,而且力和加速度兩個向量的方向相同。此正數m稱為質點的質量 (mass)。因為在任何加速的情況都為定值,m為質點阻止速度改變的傾向之定量描述。

如果質點的質量為m,牛頓第二運動定律可以寫成如下的數學式

F = ma

稱為運動方程式 (equation of motion),是力學中最重要的公式之一。如上所述,它的有效性純粹基於實驗證據。然而,在1905年愛因斯坦 (Albert Einstein) 發展了相對論,限制牛頓第二運動定律描述所有質點運動的可能性。由實驗已經證實時間並非如牛頓假設的是個絕對量。因此,運動方程式不足以預測質點的真實行為,特別是質點的速率接近光速 (0.3 Gm/s)時。Erwin Schrodinger及其它研究人員在量子力學上的發展也進一步顯示由此方程式得出的結論亦不適用於質點運動範圍小至原子間距離以內的情況。然而,在大部分的情況之下,這些關於質點的速率和尺寸的條件在工程問題裡並不存在,因此本書不考慮這些效應。

牛頓萬有引力定律 牛頓在導出他的運動三大定律後不久,又提出了涵括任何兩質點間相互吸引的現象之定律。這個定律的數學式為




其中F = 兩質點問的吸引力;G = 萬有引力常數,其實驗值G = 66.73(10-12) m3/(kg×s2);m1, m2 = 兩質點個別的質量;r = 兩質點中心問的距離。

任何兩質點或物體都有一互相吸引的重力作用其間。然而,在質點靠近於地表的情況,明顯的引力只有質點和地球間的作用力,此力稱為 「重量」,我們也只考慮此種重力。

質量和重量 質量 (mass) 是物體的特性,我們藉以比較一物體和另一物體的行為。如上所述,此性質表現為兩物體間的引力且為物體抵抗速度變化的定量量度。它是個絕對量,因為質量可在任何位置度量。然而,物體的重量 (weight) 並不絕對,因為它是在重力場中量測的,也因此其大小與量測的位置有關。從,我們可以推導質量m1 = m的質點之重量W的一般式。令地球的質量為m2 ,且r為地球的中心和質點間距離。如果 g = Gm2/r2,則

W = mg

與F = ma比較,我們稱g為重力加速度。在一般的工程計算中,g是在地球的海平面上,緯度為 45º之處量測的,視為 「標準位置」。

質量和重量在 SI單位系統中的量度方式是不同的,定義這些單位的方法要完全了解才行。

SI單位系統 在SI系統中,物體的質量以公斤表示,而重量由運動方程式F = ma去計算。因此,如果一物體質量為m (kg),且位於重力加速度為g (m/s2)之處,則重量表為牛頓(Newtons),即W = mg (N),如下圖。如果物體恰在標準位置,重力加速度g = 9.80665m/s2。為計算方便,採用g = 9.8I之值,因此


W = mg (N) (g = 9.81m/s2)


所以,質量為1kg的物體重量為9.81N;一個2 kg的物體重量為19.62N;依此類推。



另一方面,物體的重量以牛頓 (N) 表示,而質量由F = ma去計算。因此,如果一物體重量為W (N),且位於重力加速度為g (m/s2)之處,則質量表為公斤(kilograms),即m = W/g (kg)。因為物體恰在標準位置,重力加速度近似為9.81 m/s2,以公斤表示的物體質量為


(g = 9.81 m/s2)


所以,一重量為9.81N的物體質量為1kg;一個19.62N的物體質量為2kg;依此類推。

牛頓提出並定義了一系列奠定力學基礎的基本概念,例如質量、慣性、力與向心力、絕對時間、絕對空間等。在這堣頓的經典力學還包括了天體力學的理論,研究行星的運動,月球的運動,潮汐,歲差和彗星的運動等。當然,最主要還是運動三大定律,或我們現在稱之為牛頓三大定律:

第一定律是慣性定律,簡單的說就是「除非有外在的力量加進去,要不然保持靜止的物體,會永遠保持靜止;沿一直線作相同速度運動的物體,也會一直持續不停的跑下去」。

就好像一顆球,你不去碰它,沒有風去吹它,它永遠不會動;但是你把它往前丟出去,如果沒有任何摩擦力、阻力,球也會一直往前跑,跑到天涯海角。

第二定律簡單的說是「當物體受到外來的力量時,它會沿著這個力量的方向,加快速度運動,力量越大速度就越快」。

譬如:那顆球,如果你一直持續的推它,持續的把力量加給它,它是不是會越跑越快呢!

第二定律ㄉ公式:
重量×加速度=動量

8000公斤的遊覽車×時速100公里=800000個動量

1000公斤的小轎車×時速100公里=100000個動量

1000公斤的小轎車×時速220公里=220000個動量

動量、動能=重量×加速度

至於牛頓第三定律是在說明:每一個施加於物體的力量,都會同時產生一個大小相等而且方向相反的反作用力。這定律也叫做「作用與反作用定律」。http://tw.wrs.yahoo.com/;_ylt=AmB8eU9nVmdABCRqXhbhtfBr1gt.;_ylu=X3oDMTA2bTQ0OXZjBHNlYwNzcg--/SIG=122pqpv3e/EXP=1130730271/**http%3A%2F%2Fwww.ied.edu.hk%2Fhas%2Fphys%2Fforce

牛頓三大運動定律為基礎建立牛頓力學

1、牛頓第一運動定律:當物體不受外力作用,或所受合力為零時,原先靜止者恆靜止,原先運動者恆沿著直線作等速度運動。這定律又稱為慣性定律。

2、牛頓第二運動定律:物體受力後所得的加速度,和其所受的淨力(即合力)成正比,和其質量成反比。F=ma。

3、牛頓第三運動定律:當兩物體交互作用時,彼此互以力作用於對方,兩者大小相等,方向相反,但作用在不同的物體上。這定律又稱作作用與反作用定律。
在這裡我們看到,只有在(慣性)質量、長度與時間三個物理量全部都適當定義或確定的情況之下,才可以確定牛頓力學的整個定義系統,其中長度對於時間的變化率定義了速度(速度對於時間的變化率定義了加速度),速度與質量的關係定義了動量,而動量對於時間的變化率則定義了力。但是在物理學家的實務操作上,質量是甚麼?質量並非是可以獨立於外力與加速度的概念,物質質量(慣性)的定量量度實際上就是,物體在受外力之時對於速率與位置變化的抵抗能力;我們可以再追問,那麼外力又是甚麼?我們看見外力的單位與數值的確定,是依賴於牛頓第二運動定律當中的質量與加速度的關係。我們似乎必須承認,質量、外力與加速度三個物理量,無論是在個別定義上與操作上,都是無法彼此割裂的。

  在實際的科學發展當中,牛頓第二運動定律與幾個基本物理量的單位或意涵的確定,看起來像是知識體系的概念元素之間的相互約定,這裡面所出現的力、質量與動量等等概念的意義是不可能獨立存在,或是被獨立量度,或是被獨立定義的,它們之間有濃厚的循環定義的味道;我們很難從這些物理基本概念的關係,得出甚麼因果關係的詮釋,反而這些關係在整個物理語言體系裡面,更像是約定的邏輯關係。就另一方面而言,對於整個經典物理來說,牛頓運動定律是被作為前提的定義來使用的,而其中包含的幾個物理基本概念是彼此循環地約定。我把這種看法稱為(對於某些基本科學定律的)「科學定律的定義性觀點」,它有兩個層次,這兩個層次又分不開:第一個層次是,這些科學定律所直接指涉的物理基本概念是彼此循環約定的;第二個層次是,這些科學定律勢必是位於整個科學體系的最底層或相對底層,而可以被視作是該體系被公認的前提的定義。

參考資料
http://www.epochtimes.com.tw/bt/5/9/21/n1059569.htm

 

1.牛頓第一運動定律(即慣性定律)

若物體不受外力(或合力為零時),則靜者恆靜,動者恆作等速度直線運動。
有外力作用於物體時,才可使物體的運動產生改變,如靜止物體產生移動或運動物體速
度改變或方向改變。因物體保持原有運動狀態,故稱為慣性定律。

例如:車子起步前行時人向後仰;剎車時人向前倒及拍身上灰塵;快速抽走桌巾時,桌上物體仍留於桌上等。

2.牛頓第二運動定律(即運動定律)

物體受外力作用時,其每單位時間內動量之變化量與所有作用力之和成正比


故牛頓第二運動定律亦可述敘如下「物體受外力作用時,沿力之方向必產生一加速度,此加速度之大小與作用力成正比,與物體的質量成反比」。

式中K為比例常數,其值由質量、加速度及力三者所使用的單位而定。
使用下表的絕對單位時,K值為1。

單位系統 F m a
C.G.S 達因(dyne) 公克(gram) 公分/秒2(cm/s2)
M.K.S 牛頓(newton) 公斤(kg) 公尺/秒2(m/s2)
F.P.S 磅達(poundal) 磅(lb) 呎/秒2(ft/s2)

重力單位與絕對單位的關係為:1公克重=980達因,1公斤重=9.8牛頓,1磅重=32.2磅達

3、牛頓第三運動定律(作用與反作用定律)。
一物體受外力作用時,必產生一反作用力,作用力與反作用力大小相等,方
向相反,但作用力與反作用力作用在不同物體上,所以不能抵消。
已知F為作用力,F'為反作用力,則

依牛頓第二運動定律


二物體自接觸至分離的時間為 t,平均加速度各為a及a'

代入可得

故牛頓第三運動定律亦可述敘為「作用於物體之動量與反作用力作用於物體之動量大小相等,方向相反。」亦稱為反作用定律。


例如:發射大砲,砲身後退;拍打皮球,手掌也會痛等。

這裡有一些試題:
1.(B)一物體重196kg置於1764kg重之升降機內,若升降機之鋼繩所受之張力為2060kg,則物體對升降機台座的壓力為 (A)196kg (B)206kg (C)216kg (D)226kg。

2.(A)一作用力作用在質量2kg的靜止物體上,2秒後該物體之速度為10公尺/秒,則此作用力大小為 (A)10牛頓 (B)10公斤重 (C)5牛頓 (D)5公斤重 (E)0.1公斤重。

3.(D)一質量0.2公斤之球,以一繩繫之,以等速度V在半徑為20cm之直立圓周上轉動,則V最小需為多少cm/sec才能保持圓周運動? (A)80 (B)100 (C)120 (D)140。

4.(A)以繩繞於滑輪,繩之兩端各懸吊3kg及2kg重之物體,由靜止釋放2秒後,物體約移動多少公尺?(取最接近者,且忽略滑輪之磨擦) (A)4 (B)6 (C)8 (C)10。

5.(B)一人體重80kg,在一昇降機內,站立於一體重計上,若昇降機重1000kg,而拉動昇降機之纜繩張力為810kg,則體重計顯示之體重為 (A)40 (B)60 (C)80 (D)100 kg。

6.(B)質量3kg的小球繫於長度2m之軟繩之一端,以另一端為中心在水平面上迴轉,若球之切線速度為4m/s,且繩重可忽略,則繩所受之張力為 (A)12 (B)24 (C)36 (D)48 (E)64 牛頓。

7.(D)某車子於圓周跑道以10m/s速度行駛,若輪胎與地面摩擦係數為0.5,則為了避免側向打滑,跑道最小圓周半徑不應小於 (A)30 (B)40 (C)60 (D)20 公尺。

8.(C0一人在等速水平直線行駛的火車上,垂直向上拋出一球,不計空氣阻力,此球會落於 (A)人之後面 (B)拋球之手的前面 (C)拋球的手上 (D)人之側邊。

9.(D)某人質量為m,立於升降機內,當升降機以a加速度向上運動時,底板所受力為若干?(設g為重力加速度) (A)m(g-a) (B)m(a-g) (C)ma (D)m(g+a)

10.(D)設重量為98公斤之物體,以每秒30公尺之速度運動,若以F公斤之力阻止其運動,經10秒後停止,問F為多少(阻力與運動在同一直線上) (A)60 (B)50 (C)45 (D)30 (E)15 kg

這是牛頓運動定律的試題,因必須在2000自以內,所以只能給你網址,請多多包涵!(內附解答)
tea.wfsh.tp.edu.tw/t0341/new_page_28.htm
謝謝!!

參考資料
www.ied.edu.hk/has/phys/force , content.edu.tw/vocation/mechanical/tp_st/chap09/htm/KIN1.HTM , elearning.stut.edu.tw/mechanical/Dynamics/ch13/13-1.htm,

... 5-4 牛頓第三定律. 牛頓第三定律之陳述:若有兩物體相互作用,則作用力與反作用力 ... 牛頓第三定律適用在任何運動狀態的兩物體間。 5. ... 定律來定義慣性座標系的存在,則根本無所謂的第二、第三定律! §5-5 牛頓萬有引力定律 ...

1.如果你在水面上的浮木行走 ,浮木會向前還是向後移動?為什麼?
2.如果你從岩岸邊跳下,因你跟地球之重力交互作用,
所以會明顯向下加速度,那地球也會朝你做加速度運動嗎?為什麼?
3.假設你在洗手台旁量體重,當你把手向下壓洗手台時,體重計指針會如何?如果改成你把手向上頂洗手台時,指針會如何變化?
4.跳高選手跳離地面使他向上加速的力是源自何處?
當他腳不再與地面接觸後,作用在他身上的力為何?
5.如果地球作用在軌道通訊衛星的力是1000牛頓,反作用力是多少?
6.腳踏車和卡車正面相撞,哪部車受到的衝擊力大?
哪部車運動狀態改變較明顯?
7.假如你以200牛頓的力把冰箱等速推過廚房地板,
則摩擦力的大小及方向為何?這個摩擦力是你推力的反作用力嗎?

1.如果你在水面上的浮木行走 ,浮木會向前還是向後移動?為什麼?

ANS 向後移 因為你向前是因為你踢木  木給你反作用力

SO  木被你踢 會向後

(另解:高中:外力合力=0,質心不動 所以你向前 木向後 質心才不變)
2.如果你從岩岸邊跳下,因你跟地球之重力交互作用,
所以會明顯向下加速度,那地球也會朝你做加速度運動嗎?為什麼?

ANS 會 因為地球吸引你 你也會給地球一個反作用力(你吸引地球)只是因為地球的質量很大

所以加速度極小(F=ma F固定m與a成反比)
3.假設你在洗手台旁量體重,當你把手向下壓洗手台時,體重計指針會如何?如果改成你把手向上頂洗手台時,指針會如何變化?

ANS

一、你手下壓時 洗手台會給你一個反作用力

因此此時你所受的力共有

1.重力W 向下

2.洗手台給的反作用力=F 向上

3.磅秤給的支撐力=磅秤讀數=F 向上

此時人不動合力=0 所以F+F=W ->F=W-F(變輕)

二、你手上頂時 洗手台會給你一個反作用力

因此此時你所受的力共有

1.重力W 向下

2.洗手台給的反作用力=F 向下

3.磅秤給的支撐力=磅秤讀數=F 向上

此時人不動合力=0 所以F=W+F(變重)

 

4.跳高選手跳離地面使他向上加速的力是源自何處?
當他腳不再與地面接觸後,作用在他身上的力為何?

ANS 他踢地面 地面給他的反作用力使得他向上加速

離地後 因不再給予地面施力 因此無反作用力 此時僅剩重力作用向下(不考慮空氣阻力)
5.如果地球作用在軌道通訊衛星的力是1000牛頓,反作用力是多少?

ANS 反作用力=軌道衛星吸引地球的萬有引力=1000N
6.腳踏車和卡車正面相撞,哪部車受到的衝擊力大?
哪部車運動狀態改變較明顯?

ANS 衝擊力相同

改變較明顯 也就是加速度較大

因為F=ma 當F固定時 m與a成反比 所以質量小的車運動狀態改變較明顯
7.假如你以200牛頓的力把冰箱等速推過廚房地板,
則摩擦力的大小及方向為何?這個摩擦力是你推力的反作用力嗎?

ANS摩擦力與運動方向相反

因此向前推的話 摩擦力向後

但摩擦力的大小並非200N 而要取決於動摩擦係數以及正向力的大小

-------

人施力推冰箱200N向前

反作用力是冰箱推人200N向後

-------

摩擦力是地面給予冰箱的作用力

其反作用力 是冰箱給予地面的摩擦力


 

為什麼在風車上加上一塊紙,風車就不會動???
我想極也想不通T^T
謝謝各位幫忙

就是這個 http://www.hk-phy.org/resources/mak_video/mech02/mech09(high).rm

 

牛頓第三定律
作用力等於反作用力

 

牛頓第三定律是在說明:每一個施加於物體的力量,都會同時產生一個大小相等而且方向相反的反作用力。這定律也叫做「作用與反作用定律」。

譬如:當你拍打桌面時,同時桌面也會回送你一個相反的力量,所以你的手會痛。下次發脾氣拍打桌子時,就要記得小力一點了!

http://www.bud.org.tw/museum/s_star01.htm


 

參考資料
http://tangfou.aide.gov.tw/chem/a300/a300.html

 

讓我們視風車是一個系統
其實第一次之所以會動
是因為風車給了空氣一個力
空氣也給風車一個相同而相反方向的力(根據牛頓第三定律)
兩力作用於不同物件
空氣"推"了風車, 而風車"推"了空氣
所以風車會動

但在第二個情況
加了紙在風車上後
風車和紙成了一個系統
風車給了紙一個力(但沒有給空氣)
紙也給了風車一個大小相同但相反方向的力(根據牛頓第三定律)
但由於它們同在風車上
屬於一個系統
兩個大小相同而相反方向的力作用在同一個系統(風車)上
互相抵銷
所以不動了
 

第一定律是慣性定律,簡單的說就是「除非有外在的力量加進去,要不然保持靜止的物體,會永遠保持靜止;沿一直線作相同速度運動的物體,也會一直持續不停的跑下去」。

就好像一顆球,你不去碰它,沒有風去吹它,它永遠不會動;但是你把它往前丟出去,如果沒有任何摩擦力、阻力,球也會一直往前跑,跑到天涯海角。

第二定律簡單的說是「當物體受到外來的力量時,它會沿著這個力量的方向,加快速度運動,力量越大速度就越快」。

譬如:那顆球,如果你一直持續的推它,持續的把力量加給它,它是不是會越跑越快呢!

至於牛頓第三定律是在說明:每一個施加於物體的力量,都會同時產生一個大小相等而且方向相反的反作用力。這定律也叫做「作用與反作用定律」。

參考資料
http://www.bud.org.tw/museum/s_star01.htm

 

3、牛頓第三運動定律(作用與反作用定律)。
一物體受外力作用時,必產生一反作用力,作用力與反作用力大小相等,方
向相反,但作用力與反作用力作用在不同物體上,所以不能抵消。
已知F為作用力,F'為反作用力,則
F=-F'
依牛頓第二運動定律
F=ma F'=ma'
故 ma=-ma'
二物體自接觸至分離的時間為 t,平均加速度各為a及a'
a=V/t a'=V'/t
代入可得mV=-mV'
故牛頓第三運動定律亦可述敘為「作用於物體之動量與反作用力作用於物體之動量大小相等,方向相反。」亦稱為反作用定律。

例如:發射大砲,砲身後退;拍打皮球,手掌也會痛等。

 

牛頓第三定律 (Newton's Third Law Of Motions):又稱作用與反作用定律 (law of action and reaction)。這定律說明對於每一個作用力,必會產生一方向相反、大小相等的反作用力。例如:當你推一塊木頭時,你把一作用力加於木頭,與此同時,木頭必然以一大小相等、方向相反的力加於你的手,手所承受的力就是反作用力。
 

牛頓第三定律
作用力等於反作用力

 

牛頓第三定律是在說明:每一個施加於物體的力量,都會同時產生一個大小相等而且方向相反的反作用力。這定律也叫做「作用與反作用定律」。

譬如:當你拍打桌面時,同時桌面也會回送你一個相反的力量,所以你的手會痛。下次發脾氣拍打桌子時,就要記得小力一點了!

http://www.bud.org.tw/museum/s_star01.htm

參考資料
http://tangfou.aide.gov.tw/chem/a300/a300.html


 

牛頓第三定律 (Newton's Third Law Of Motions):又稱作用與反作用定律 (law of action and reaction)。這定律說明對於每一個作用力,必會產生一方向相反、大小相等的反作用力。例如:當你推一塊木頭時,你把一作用力加於木頭,與此同時,木頭必然以一大小相等、方向相反的力加於你的手,手所承受的力就是反作用力。
 

參考資料
http://www.phy.cuhk.edu.hk/astroworld/dictionary/dictionary_astrophysics.html

... 根據以上新的牛頓第三定律.以至於(靜者恆靜動者恆動)在大觀之下.宇宙是一個大物體.所以永遠在動.但是在微觀之下.宇宙的物體有大有小.且根據力量導流(即外力的聚散狀態).在計算下則假設物體因為其外力完全導流出去. ...
... 所以牛頓第一定律又稱為慣性定律。 ... 牛頓第三定律 一物體對另一物體的作用力同時引起另一物體對此物體大小相等、方向相反的反作用力。 ... 牛頓提出第三定律時曾作過如下解釋:如果某一個人用他的手指按在石頭上,那麼他的手指也要受石頭的壓力。 ...
... 本節課將會介紹「牛頓第三定律」: 牛頓第三定律. 首先引入第三定律的文字描述。 ... 理解及記憶作用力與反作用力的特性。 作用力等於反作用力: 牛頓第三定律. 大小相等. 方向相反 ...

牛頓與三大運動定律

作者﹕巫石吉

 


【大紀元9月21日訊】牛頓出生在英國烏爾索浦的一個小村堙A未出娘胎時,父親便去世,不到兩歲,母親又改嫁。在舅舅和外祖母的撫養下,他從小體弱多病,親戚多擔心他無法長大成人。十二歲的時候進入格藍安的公立學校讀書。起初牛頓只喜歡數學,其它功課並不好,老師都以為他是低能兒。不過後來他發憤讀書,終於在班上名列前茅。

  十五歲時因繼父去世,牛頓輟學在家幫助母親經營農場。但是他對農事毫無興趣,卻熱衷於設計各種機械和研究數學,最後他的母親明智地決定將他送回學校。1661年牛頓以"減費生"進入劍橋大學就讀,他比一般同學都大四、五歲,在大學時期,他遇到一個叫巴羅的好老師悉心栽培,這遲熟的牛頓茅塞頓開,學業進步很大,經常提出一些自然和數學方面的問題,使巴羅又驚又喜。不久他的創造天才開始顯露出來。1665年,牛頓才二十二歲,就發現了二項式定理。

  同年,因為倫敦發生鼠疫,學校停課,牛頓回到烏爾索浦的老家,這時他腦子裡已裝了許多的天文、數學知識,他大部份的時間用在閉門讀書上,或在田間,樹下仰頭作誰也想不到的冥想。好在離他家不遠住著一位他青梅竹馬的女友,他倆常一起說話,倒也不算寂寞。可是他對於科學實在是太癡了,以致於怠慢和惹腦了愛他的姑娘,這是牛頓的第一次戀愛,也是他一生最後一次戀愛。

  這一年半內,他致力於數學、光學和重力方面的研究,這些研究奠定了他後來理論的基礎。在數學上,他發明了流數也就是微積分學,這是一項非常重要的數學工具。在光學上,牛頓利用稜鏡分析日光,發現光譜的存在,並提出光的微粒說。在重力研究方面,傳說牛頓看到蘋果落地,而引發萬有引力的觀念。牛頓曾研究過刻卜勒的行星三大運動定律,並一直思索月球繞地運動的道理,後來終於發表有名的萬有引力定律、及運動三大定律。這些定律成為今日所謂古典力學的基礎。

談到牛頓三大運動定律,我們來詳加介紹牛頓三大運動定律為基礎建立牛頓力學

1、牛頓第一運動定律:當物體不受外力作用,或所受合力為零時,原先靜止者恆靜止,原先運動者恆沿著直線作等速度運動。這定律又稱為慣性定律。

2、牛頓第二運動定律:物體受力後所得的加速度,和其所受的淨力(即合力)成正比,和其質量成反比。F=ma。

3、牛頓第三運動定律:當兩物體交互作用時,彼此互以力作用於對方,兩者大小相等,方向相反,但作用在不同的物體上。這定律又稱作作用與反作用定律。

  從「因果關係」邏輯推理,其中對於牛頓運動定律的定義性觀點(所謂「定義性觀點」,在這裡可以寫為「約定性觀點」),提到「就像是因為施力,所以物體會動(具有加速度),這只是基於m.a是F的關係,或者說,F的定義是m.a,同時a的定義是F/m」。這裡的關鍵問題在於,在哪些情況下,我們傾向把某些科學定律視為定義性的語言約定,而不傾向認為那些科學定律陳述的是實質的因果觀念?這裡的科學定律指的是,在物理學領域描述自然現象的理論方程式陳述,這種陳述即使我們稱呼為「定律」,它仍然是可能被新的實驗證據與後來的典範所修正或取代。

  我們不能小看這個問題,這個問題可以延伸出相當複雜的辯論,例如這最後會牽涉到,當代分析哲學之中關於分析命題與綜合命題的爭議、整體論的觀點,以及科學理論的結構問題等等。這裡我們要談的觀點是:在以描述因果關係為目的的物理學,其中的某些基本定律應該被看做是整個物理語言體系裡的約定與定義,以牛頓三大運動定律為例,它實質上是約定了力(F)、質量(m)與加速度(a)的操作型意義,當我們試圖以這些定律來陳述力、質量與加速度三者之間的因果關係時,我們將陷入某種相互循環的而最終無法說清楚的情況,這使得我們傾向把某幾個物理基本概念的關係視為是相互約定的關係,而非視為是實質的因果關係。但是需要先聲明,這種觀點的極端推演將產生非常激烈的爭辯。

  在前人的研究基礎上,牛頓( Isaac Newton,1643-1727)總結、闡明與推廣了伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)、笛卡兒(Rene Descartes,1596-1650)與 Kepler(Johannes Kepler,1571-1630)的運動學原理,創立了古典力學 ,在《自然哲學的數學原理》( The Mathematical Principles of Natural Philosophy)著作中,他提出了具有嚴謹邏輯結構的力學體系,使力學成為一門研究物體機械運動基本規律的學科。在這部著作的第一冊,牛頓依照歐幾里德的方法,首先提出了幾項定義、註釋與公理作為力學體系的邏輯前提,包括定義了質量、動量、力與時間、空間等等基本概念,牛頓寫道「物質的量是用它的密度與體積一起來量度的」(這個定義曾經遭到許多人的反對,因為它包含了非常明顯的循環定義,即密度作為被組合的物理量,其定義是質量對體積的比),「運動的量是用它的速度與質量一起來量度的」,「外加力是一種為了改變一個物體的靜止或等速直線運動狀態而加於其上的作用力」。接著牛頓總結出了機械運動的三個基本定律:牛頓第一定律(慣性定律)、牛頓第二定律(運動基本定律,即F=ma)與牛頓第三定律( 作用與反作用定律 )。然後牛頓以這些基本概念與定律為基礎,通過形式邏輯與數學分析方法(例如微積分)建立了古典力學的主要架構,其中包括最重要的萬有引力定律。

  我們再回過頭來談談牛頓三大運動定律的內涵。牛頓第一運動定律是指任何物體在不受力的作用下,都會保持靜止狀態或等速直線運動狀態,這個定律首先是由伽利略所提出的。對於伽利略而言,這是思想實驗的演繹結論,不能採用試驗的方法直接證明,而且該定律定義了物體的存在屬性;對於牛頓而言,作為物體的慣性,給予了質量概念的內在性質的根據,再加上在牛頓第二運動定律裡,「不受力」與「合力為零」的效應是等價的,所以這樣的看法隱約地將這個定律,視為牛頓第二運動定律的特殊情況。而牛頓第二運動定律確定了,物體運動狀態發生改變與外界作用力的關係:物體的動量對時間的變化率與該物體所受的外力成正比,並且與外力的方向相同。牛頓第三運動定律是第二定律的延伸,是說作用力與反作用力大小相等方向相反,並且作用在同一直線上的不同物體上,同時存在,同時消失,這是動量守恆應用於力學系統的必然結果。

  在這裡我們看到,只有在(慣性)質量、長度與時間三個物理量全部都適當定義或確定的情況之下,才可以確定牛頓力學的整個定義系統,其中長度對於時間的變化率定義了速度(速度對於時間的變化率定義了加速度),速度與質量的關係定義了動量,而動量對於時間的變化率則定義了力。但是在物理學家的實務操作上,質量是甚麼?質量並非是可以獨立於外力與加速度的概念,物質質量(慣性)的定量量度實際上就是,物體在受外力之時對於速率與位置變化的抵抗能力;我們可以再追問,那麼外力又是甚麼?我們看見外力的單位與數值的確定,是依賴於牛頓第二運動定律當中的質量與加速度的關係。我們似乎必須承認,質量、外力與加速度三個物理量,無論是在個別定義上與操作上,都是無法彼此割裂的。

  在實際的科學發展當中,牛頓第二運動定律與幾個基本物理量的單位或意涵的確定,看起來像是知識體系的概念元素之間的相互約定,這裡面所出現的力、質量與動量等等概念的意義是不可能獨立存在,或是被獨立量度,或是被獨立定義的,它們之間有濃厚的循環定義的味道;我們很難從這些物理基本概念的關係,得出甚麼因果關係的詮釋,反而這些關係在整個物理語言體系裡面,更像是約定的邏輯關係。就另一方面而言,對於整個經典物理來說,牛頓運動定律是被作為前提的定義來使用的,而其中包含的幾個物理基本概念是彼此循環地約定。我把這種看法稱為(對於某些基本科學定律的)「科學定律的定義性觀點」,它有兩個層次,這兩個層次又分不開:第一個層次是,這些科學定律所直接指涉的物理基本概念是彼此循環約定的;第二個層次是,這些科學定律勢必是位於整個科學體系的最底層或相對底層,而可以被視作是該體系被公認的前提的定義。

  法國科學家與哲學家龐加萊( Jules Henri Poincare,1854-1912 )指出,與其說牛頓運動定律是被經驗地「發現」出來的,不如說,它是確定其中所出現的物理基本概念的「定義」與「語言的約定」。

著名的當代美國哲學家 Quine( Willard Van Orman Quine, 1908-2000 )也同意把科學中的某些基本定律看成是語言約定的定義,例如他認為,把牛頓或伽利略發現的自由落體定律看成是表述「自由落體」的定義,這種做法是十分恰當的;當我們要判定物體是否在不受重力以外的力作用下墬落,做法只能是判定該物體的運動是否滿足於自由落體的定律。這兩位學者的觀點是很值得繼續推演的,我們可以拿這樣的觀點,來與因果關係的概念做出對比。

牛頓在1669年,二十七歲的時候,被任命為劍橋大學的數學教授。三年後他發明了反射式望遠鏡。1687 年出版他有名的巨著「自然哲學的數學原理」。牛頓終身未婚,由於在科學上及數學上的貢獻,他被選為英國皇家學士會會議的主席長達二十年之久,更在1705 年被英國安妮女皇封為爵士。1727年3月20日逝世於倫敦,下葬在西敏寺。牛頓在逝世前曾有句名言:「若是我比別人更有遠見,只因我站在巨人的肩上。」真是給後世學者最好的座右銘。
@(http://www.dajiyuan.com)

9/21/2005 10:40:43 AM

本文網址: http://www.epochtimes.com/bt/5/9/21/n1059569.htm

... Ch4-5牛頓第三定律maulin p1. 1.反作用力是地面施於人體向上的力(B)假力沒有反作用力(C)摩擦力不服從牛頓的反作用力定律(D)考慮系統質心之運動時,系統內部各質點彼此之間的作用力與反作用力,可以互相抵消。 ...
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1圓週運動一定是加速度運動 沒錯 因為有向心加速度 若無向心加速度 就就會飛出去了 你在直線100公尺用等速率跑就不是圓週運動了阿 可是等速率運動還是有可能為圓週運動的 你在高2的物理就會學到等速率園週運動了
2圓週運動的小球,所受到的力還有重力 不會下降的原因是因為地面撐住了若沒有地面撐住 小球一定不會是水平面的園週運動 球一定會偏下方 因為受到重力 使小球轉動的力就是向心力 若無向心力 球就會飛出去了 因為有切線加速度
3 會比較痛的原因不是加速度變大 加速度都是9.8 加速度是改變速度的快慢 初速為0 利用v=gt 從10樓跳下來經過時間較久 故著地末速較大 再利用F=ma  a在這裡並不是指瞬時加速度  而是指速度變化量 所以不能直接代9.8 這點須注意  所以F=ma=m*v/t 所以從10樓跳下來的速度變化量較大 所以F較大 就越痛
1和2可以一起看,先說2:
小球受到向前的加速度、向下的地心引力(不一定有)、向外的離心力、向內的向心力;離心力和向心力互相抵消而且也會抵消向前的動力(因為向前的動力被離心力分散了),所以必需保持一定的加速度來抵消離心力和向心力的拉引。
再看1;在2的情況下,等速率運動等於加速度運動。但如果在無重力狀態,而且為直線運動時,這時加速度為0,且等速率前進。動者恆動,靜者恆靜。
白話一點就是,就像開車一樣,必須保持油門,抵消所有的阻力,才能等速前進,加重油門就等於加大加速度,讓加速度大於阻力,於是加速。
總結,只要有阻力,要讓物體前進,就必須有加速度,來抵消阻力。
第3點,重力加速度,還有一個很重要的因素,時間;當時間愈長,加速度愈大,重力愈大,所以愈痛。
我已儘量說清楚了,可是好像很難懂的樣子,如有疑問,再問吧向心力和離心力是抵消,但不代表消失,如果沒有加速度,物體會減速。假設一個狹長的直角三角形,長邊為加速度-向上,短邊為離心力或向心力-向左或右,這時斜邊為阻力-向右下或左下。加速度大於向心力和離心力時,物體前進。這時向前的動力為加速度。在無重力狀態時,在一段加速度後,取消加速度時,物體會持續前進,這時沒有動力,因為動者痚吽A靜者睎R。1.斜邊-加速度向上,離心力向外(假設向右),這時物體應該向右上方前進(實際上物體會向那一點的切線方向向上方前進,就是慣性),可是這時有一條線拉住,讓物體繼續做圓周運動,使得前進方向和慣性方向不同,就有阻力。2.所有的物體在地球上運動,都需要作用力,也同時產生反作用力,前進就會產生加速度。當小球在做圓周等速運動時,在每一個點都會有加速度,當小球飛出去時,那一點就是最後的加速度,從此之後就靠慣性移動,加上空氣阻力和地心引力,會逐漸下降,直到停止。抱歉,之前斜邊方向沒解釋清楚。

(1)

要解這個問題要先知道牛頓第二運動定律,

力F=質量m*加速度a,

所以原周運動也是一樣ㄉ,

向心力Fc=質量m*向心加速度a...因為有力所以有加速度,所以加速度ㄉ方向和合力一樣!...這是向心ㄉ方面,但是如果只有向心ㄉ話,東西就會被拉向圓周運動圓心ㄉ地點,所以還要有切線速度!

k3-3.gif (5990 bytes)摘自:[ 物理 ] 什麼是向心力 

因此圓周運動ㄉ成立有一些要點:

1.要有一個點,然後一個東西繞著他轉(寫錯ㄌ,應該是"要有一個點,然後這個點對一個物體有拉力!").

2.只有1.不夠,只有1.就變成一個東西受力向一點移動(就是直線加速度運動(如果這是定力,就是直線等加速運動));除了1.以外還要有一個和1.中ㄉ移動方向垂直ㄉ速度,這樣才能變成繞著一個點旋轉ㄉ圓周運動(而且那個速度不能太慢).

3.然後向心加速度a和切線速度Vㄉ關係公式是:a=V^2/R(向心加速度=切線速度^2/半徑...高中學)

(2)

所以要解你ㄉ問題:

一個繩子綁著一顆球,和一條較短的繩子綁著同樣的一顆球,並且做圓周運動,問這兩者誰產生的力量大?
為什麼?如何用長度、力量、質量的關係來解釋?

sol:你要問"兩者誰產生的力量大?"就要先固定變因(操縱變因),因為變因太多ㄌ!不然是不能解ㄉ!所以看你要固定哪一邊ㄉ變因?向心方向(圓ㄉ邊向圓心ㄉ方向)?還是切線方向(圓ㄉ切線方向)?

1.固定切線方向(圓ㄉ切線方向)ㄉ話,也就是固定兩個圓周運動ㄉ切線速度.你所問"兩者誰產生的力量大?"是什麼力量呢?是把球甩出去ㄉ破壞力吧(其實不是力F,是一種能量E!)?所以當然是重ㄉ球大囉!因為速度相同,我們帶入動能Ekㄉ計算公式(Ek=1/2MV^2...要背),所以
E1=Ek1=1/2M1V1^2,
E2=Ek2=1/2M2V2^2;又,V1=V2(剛剛固定ㄉ),又M1=M2為同一顆球,所以E1和E2比大小只要比M1和M2ㄉ大小就可以ㄌ!所以一樣大!

2.反之,如果固定向心方向(圓ㄉ邊向圓心ㄉ方向)ㄉ話,就是固定向心力(也是固定向心加速度a),這樣一來a=V^2/R,V=(a*R)^1/2,因為a一定(一開始操縱不變ㄉ);又a一定,R1>R2,所以V1>V2:
E1=Ek1=1/2M1V1^2,
E2=Ek2=1/2M2V2^2;因為V1>V2且M1=M2(為同一顆球),所以E1和E2比大小只要比V1和V2ㄉ大小就可以ㄌ!所以破壞力長繩>短繩!

 

P.S.給你一題練習:

一個繩子綁著一顆球,和另一條一樣長的繩子綁著一顆更重ㄉ球,並且做圓周運動,問這兩者誰產生的力量大?
為什麼?如何用長度、力量、質量的關係來解釋?

sol:所以結論是:兩種情況都是重ㄉ球破壞力大!

其實你有沒有發現?由"向心加速度a和切線速度Vㄉ關係公式是:a=V^2/R(向心加速度=切線速度^2/半徑...高中學)"就已經可以看出,R一定時,a和V^2成正比,所以施力F(向心加速度a)越大,切線速率越大;反之,切線速率越大,施力F(向心加速度a)也越大!

P.S.圓周運動(包含繞核運動)ㄉ真正定義:

"圓周運動"就是"一個物體的運動軌跡像圓的圓周者!"
諸如一台車一直在地上繞一個圓圈打轉就算是一種圓周運動!
其他諸如"手上拉著一條綁著石頭的繩子旋轉"也是一種圓周運動!
"衛星繞行星,""行星繞恆星,""電子繞原子核"都算是圓周運動!
後面所舉的4個例子由於中間有一個"核,"所以又稱為"繞核運動!"

如果以上所舉ㄉ例子中"向心力"ㄉ大小為定值ㄉ話,則稱作"等速率原周運動"或是"等速率繞核運動!"反之則稱作"變速率."

如何讓一個東西以一個點為圓心行圓周運動呢?
就是"要有一個力拉住它!"
"這個力"就叫做"向心力!"

為什麼要有"向心力"呢?
牛頓曾經分析過"月球繞地球"而發現,"月球之所以會一直繞著地球而不飛出去"是因為"地球拉著它,"這個拉力就叫做"向心力!"
月球可以視做"是因為速度不夠快所以才被地球拉著無法飛走的!"
哪天只要地球不拉月球了,月球就會循速度的切線飛走!
不然哪天月球的速度變快到一個程度,月球也是會循速度的切線飛走!

因此,
什麼是向心力,什麼是圓周運動?,並請分別告訴我他們的操作定義,謝謝!

"圓周運動"就是"一個物體的運動軌跡像圓的圓周者!"P.S."直線運動"就是"一個物體ㄉ運動軌跡是直線者!"
所謂"向心力"就是"使一個物體的運動維持圓周運動的力!"
所謂"切線速度"就是"使一個被向心力吸引ㄉ物體不要直線往圓周運動圓心運動ㄉ速度!"

=台灣羽球擊劍者=創始人Johnny敬上.
 


 

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圖中所見的灰色棒插在水中,用眼睛觀看時好像屈曲了,這是光進入水時產生折射所致。

圖中所見的灰色棒插在水中,用眼睛觀看時好像屈曲了,這是光進入水時產生折射所致。

折射(Refraction),又名屈折,是一個光學名詞,指從一種介質進入另一種介質,或者在同一種介質中折射率不同的部分運行時,由於波速的差異,使光的運行方向改變的現象。例如當一條木棒插在水裡面時,單用肉眼看會以為木棒進入水中時折曲了,這是光進入水裡面時,產生折射,才帶來這種效果。

光在發生折射時入射角折射角符合斯涅爾定律(Snell's Law)。此定律指出真空進入某種介質發生折射時,入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比數,等於這種介質的折射率n。這項定律以如下公式顯示:

\frac{\sin i}{\sin r}=n

這條公式被稱為斯涅爾公式。

光的折射定律

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光的折射定律(斯涅尔定律 Snell's Law):光入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。其中入射光和折射光位于同一个平面上,并且与界面法线的夹角满足如下关系:

n1sinθ1 = n2sinθ2

其中,n1n2分别是两个介质的折射率θ1θ2分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角,叫做入射角和折射角。

以上公式又叫斯涅尔公式


 

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特殊情况

当光由光密介质(折射率 n1 比较大的介质)射入光疏介质(折射率 n2 比较小的介质)时(比如由水入射到空气中),如果入射角大于某一个值θc时,折射角的正弦\sin\theta_2 = \frac{n_1}{n_2}\sin\theta_1将大于1。这在数学上是没有意义的。此时,不存在折射光,而只存在反射光。\sin\theta_1 = \sin\theta_c = \frac{n_2}{n_1}。而θc叫做全反射角,它的值取决与两种介质的折射率的比值。例:水的折射率为1.33,空气的折射率近似等于1.00,全反射角等于\sin^{-1}\left(\frac{1.00}{1.33}\right)= 48.8°。

光的折射定律可由费马原理导出,也可以由电动力学中的电磁场的边界条件导出。

 

费马原理对折射定律的证明

假设光从介质n1入射到介质n2。以入射光线,法线和折射光线所在平面与两个介质的交界面的交线为x轴,取一条与法线平行的直线为y轴,建立直角坐标系,两条直线相交于点O(0,0)。在入射光线上任取一点A(x1, y1),光线与两介质交界面的交点为B(x, 0),在折射光线上任取一点C(x2, y2)。

AB之间的距离为\sqrt{(x_1- x)^2 + y_1^2}, BC之间的距离为\sqrt{(x_2- x)^2 + y_2^2}。 由费马原理可知,光从A点经过B点到达C点,所用的时间t 应该是最短的。t=\left(\frac{1}{c}\right)(ABn_1+BCn_2), t 取最小值的条件是\frac{dt}{dx}=0

经整理得 \frac{n_1(x-x_1)}{\sqrt{(x_1- x)^2 + y_1^2}} = \frac{n_2(x_2-x)}{\sqrt{(x_2- x)^2 + y_2^2}}, \sin\theta_1 = \frac{(x-x_1)}{\sqrt{(x_1- x)^2 + y_1^2}}

\sin\theta_2 = \frac{(x_2-x)}{\sqrt{(x_2- x)^2 + y_2^2}}


 

n1sinθ1 = n2sinθ2 (Snell's law)

 

惠更斯对折射定律的证明

荷兰物理学家惠更斯认为光是一种波,现代物理学已证实光属于电磁波中的一种。 考虑光波(平面波)从介质n1入射到介质n2v_1 = \frac{c}{n_1}v_2 = \frac{c}{n_2}

如图所示,t_1 = \frac{dsin i}{v_1}t_1 = \frac{dsin r}{v_2}。因为波前(wavefronts)是连续的,必有t1 = t2

经整理得 n1sinθ1 = n2sinθ2 (Snell's law)

反射

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反射現象

反射現象

從一個介質進入另一個介質時,其傳播方向突然改變而回到其來源的介質,這種現象稱為反射。波被反射時會遵從反射定律,即反射角等於其入射角。光線進入時反射的角度必與光線進入的角度相等。

反射按介質的特點可分為鏡射(specular)和漫射(diffuse)。前者是在平滑的表面反射,反射時反射角會以同一方向進行;後者則是在不平滑的表面反射,各條光線的反射角方向會混亂。

電磁波)、聲波水波的反射是經常被觀察到和被利用的。

單折射與雙折射  Single/Double Refraction

 

介紹

寶石呈單折射還是雙折射,在分別寶石種類時,是很有用的資訊.

如果一顆寶石是呈雙折射者,當一束光線通過時,會被分成兩束;從光學上來看,這兩束光線的振動方向相互垂直,且在雙折射寶石中的行進速度不一,因而使其對寶石折射率相異 .

因此,當使用折射計讀取雙折射寶石之折射率時,會在量表上出現兩個讀數,這兩個讀數之間的差值,就稱為寶石的雙折射值.

相反地,當光線通過單折射寶石時,不會被分成兩束,折射計上只會有一個讀數.

雙折射示意圖.入射光分解為兩個不同振動方向的光,因而產生雙折射效應.
寶石是單折射或雙折射是由其所屬晶系決定的.所有的寶石中,除了等軸晶系及玻璃質寶石外,其他晶系的寶石都具有雙折射.

等軸晶系由於其原子堆積不具有方向性,因而對不同振動方向的光線行進速度有相同的影響,玻璃質寶石則由於不結成晶質,同樣使得光線以相同速度通過.

反之,其餘屬雙折射晶系者,由於其原子堆積有方向性,會使得不同振動方向的光線速度受到不同程度的影響,因而產生雙折射效應.

屬於等軸晶系而呈單折射的寶石,有鑽石,尖晶石,石榴子石等,加上常用來仿製寶石的玻璃也是單折射者,因而使得單/雙折射的分別成為寶石鑑定的重要依據.再配合上對寶石色彩的辨識,以及其他儀器的檢查結果,便能對寶石種類做正確的推斷.

許多寶石鑑定儀器都可用來檢驗雙折射,只要其中一項儀器檢測出有雙折射效應,便可知此為雙折射寶石.

最基本的檢查是使用折射計,若出現兩個讀數則知其具雙折射.而若無折射計,可以放大鏡觀察,從正面若能看到其背部刻面重影,便可知其具有雙折射,但是,若寶石本身的雙折射值不大,則其背面重影便很難觀察到.另外,偏光鏡也是設計用來偵測寶石雙折射的儀器.

除了以上這些直接檢查雙折射效應的儀器之外,由於雙折射寶石必具有複向色性,因此若能以二向色鏡觀察到寶石具有複向色性,則可間接證明所檢測者為雙折射寶石.

 

回寶石特性

折射率  Refractive Index (RI)

 

介紹

折射率可說是寶石的身份證.

所謂折射率,掉書袋來說是”真空中光線行進的速度/測試物中光線行進的速度”,這個比值稱為此物質的折射率.

行進速度的不同會使得光線在通過兩不同介質的交接面時,改變其行進方向,而兩介質中,行進方向與法線所夾的角度,分別稱為其入射角與折射角,折射角除以入射角,得出來的值就是影響寶石外觀,可以量測出來的折射率(見圖一).

折射率的數值會隨著寶石的成份不同而不同.因此,在不能破壞寶石以做化學分析的前提下,以測量寶石的折射率來判別寶石的種類,可說是相當準確,相當便捷的一個鑑定方法.

圖一 折射率示意圖
所以只要是討論寶石鑑定特性的書籍,一定會列出不同寶石的折射率值,此正可顯示折射率值對鑑定上來說相當重要,稱其為寶石的身份證並不誇大.

而折射率也大大地影響了寶石的外觀.

折射率越高,會使得通過寶石原石的光線折射程度越大;除此之外,折射率也決定了全反射的臨界角.

全反射指的是介質(寶石)內的光線,當其入射角大到某一角度時,光線透不出寶石,而全數以反射的狀態射回寶石內.而這個會造成全反射的最小角度值,稱為其臨界角,由折射率的大小來決定(見圖二) .

圖二 全反射示意圖
寶石的折射率越大,其臨界角會越小,光線也越不容易射出寶石外,而會一直因全反射而停留在寶石內;當光線不斷地在寶石內反射時,會造成寶石光澤相當燦爛的效果,這也是寶石亮麗吸引人的原因.

自然界的礦石中,折射率最大的就是鑽石,其折射率高達2.42.

其他如鋯石(Zircon),榍石(Sphene),濃綠石榴子石(Demantoid Garnet)等,也都是具有高折射率的寶石,這些寶石的折射率讀數甚至高到讓折射計無法判讀.

利用折射計鑑定寶石當然不是萬能的,當遇到不同種類的寶石或人造品的折射率讀數相近,或者上述折射率無法判讀的情況時,寶石的鑑定須配合其他儀器觀察的結果來下定論,但總結起來,折射率不論是對鑑定上,對寶石的外觀的影響上,都是相當重要的.

複向色性  Pleochroism

 

介紹

寶石的複向色性可驗證其雙折射,且會使寶石的色彩多了些變化.

複向色性是由於寶石的雙折射而產生的.

當一束光線通過寶石時,由於雙折射而被分成兩束光線時,這兩者不僅其行進速度不同,且其被吸收的色光頻率程度也會不同,因此,射出寶石外的,會是兩不同顏色的光線.這個特性,就稱為寶石的 複向色性.

複向色性其實分為二向色性(Dichroism)與三向色性(Trichoism).具有二向色性的寶石會在二向色鏡的環繞觀察下,看到二種主要的不同顏色,而具有三向色性的寶石則會看出三種不同的顏色.

堇青石有二向色石(Dichroite)之名(註),從不同的方向可看到其顏色呈深藍與無色的變化.寶石圖鑑上的圖可能效果太強了,反而容易被忽略.其實,真正的 複向色效應比圖中所示要更強烈些.
不過,實際上並沒有準確的規則,讓使用者確認到底看到三種還是兩種顏色,只要能看出顏色有所變化,便稱其具有複向色性.

但從嚴謹的學理上來說,屬於正方,三方,六方晶系的礦物,是具有二向色性的.而屬於斜方,單斜,三斜晶系者,則應具有三向色性.

但不論如何,複向色性是只有雙折射寶石才具備的,因此,只要檢測到寶石的複向色性,便能確認其是雙折射寶石.

單只憑肉眼的話,若寶石具有強烈的複向色性,則從不同角度觀察寶石時,就會看到不同的顏色.

但是,一般來說,複向色性是較難用肉眼辨識出來,得要借助二向色鏡才能觀察的到.而有些種類的寶石,其複向色性弱到即使在二向色鏡下,也很難觀察到,這時就得借助其他方法來確認寶石的雙折射性了.

複向色性的成因是寶石的雙折射,但這並不是說,寶石的雙折射值大者,其複向色性就會強烈.

決定複向色強烈與否的因素,是寶石晶體對雙折射光線分別吸收的色光差異如何.差異越大者,自然呈現較強的複向色性.

以具強烈複向色性而聞名的寶石,有堇青石(Iolite),磷灰石(Apatite),榍石(Sphene)等.其他常見寶石若具雙折射,複向色性也大多相當明顯.

 

(註):堇青石(Iolite)雖有二向色石(Dichroite)之名,但嚴格說來,堇青石屬於斜方晶系,其複向色性應為三向色性.

 

回寶石特性