宏泰自然科學中心 - 宏泰物理 - 生活的物理

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Q:
紅綠燈為何是綠色和紅色的呢?為何不是其他顏色呢?

所有的紅色綠燈或者是鐵路的信號燈都是以紅色做為停止信號,和以綠色做為前進的信號,這也是全世界共通的。難道一定要這樣用嗎?

曾經,中國大陸在文化大革命時期,認為 ﹕「紅色做為停止,豈有此理!」於是把紅色當做前進,綠色當做停止,弄得交通大亂,人民無所適從。最後還是改回來了。妳知道為什麼路口的只是燈一定要用紅色跟綠色的嗎??

解答
A:

解答說明:

信號採用紅綠的理由是這樣的﹕因為頻率的關係,紅光不像其他顏色的光,很容易受到空中微粒子的影響而散亂。也因為如此紅光會比其他光線照得更遠。這如同朝霞的現象一般。 停止信號在交通上是很重要的,所以必須使駕駛者在遠處就能看見,故用紅光。

其實採用紅色的另外一個理由是因為紅色具有心理上的效果。而前進信號選擇用綠色是因為綠色為紅色之相反色,很容易區別。

若受空氣中微粒子的影響而朦朧的景色,用普通相機來照,是模糊不清的。但是長波長的紅外線來拍攝,就可以得到清晰的照片。

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Q:
天空的顏色
萬里無雲的下午,一抬頭就可以看到整片蔚藍的天空,為什麼晴天時後的天空是藍色的?而當日落西山的時候卻是橘紅色的?
解答
A:

解答說明:

首先,先解釋光線進入地球表面所會經過的東西,當太陽光照射地球時,光線必定先穿過地球大氣層,而大氣層中漂浮著大量的微塵、空氣分子和極小的水滴,它們會把太陽光向四面八方散射開來。

而由於太陽光是由各種顏色的光混合在一起的,因為紫光、靛光、藍光的波長比較短,所受到的散射較大,於是混合起來構成了蔚藍色的天空。當太陽快下山時,光線斜穿過厚厚的大氣層,所以波長短的紫光、靛光、藍光大部分被散射掉了,而指剩下紅光、橙光、黃光,理所當然我們看到的太陽變成了紅色的火球,而天空呈現橘紅色。    

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Q:
只吸收綠光的植物

阿呆家有一棵綠油油的樹,他聽老師說樹木因為有葉綠素所以葉子大都是綠色的,想必它們應該喜歡綠色的光線吧,所以他把他加的屋頂、玻璃窗都貼上綠色玻璃紙,讓這顆樹木只照射綠色的光線,經過一個月後妳認為這棵樹木的生長情形是如何呢?

(1)沒有生長
(2)生長變得較緩慢
(3)長的更茂盛

解答
A:

解答說明:

首先,由於西元1666年牛頓發現太陽光通過三稜鏡時會產生色散現象。由三稜鏡的色散現象,證明太陽光是由不同顏色的光混合而成。

紅、綠、藍三種色光稱為為三原色光,將這三種色光同時照射紙上,結果三種色光會混合顯示出白光,而任何兩種色光交會部分則顯現不同顏色。 表示,三原色光以不同的光度混合,即可呈現不同顏色。

當太陽光照射在物體上時,我們可以看到物體的顏色,是因為物體吸收其它色光,而只將我們看到的顏色光反射出來。例如,我們看到綠色的葉子,是因為葉子吸收其它紅、藍色的光,而只反射出綠光。由此我們可以判斷紅、藍色的光,才是光合作用所需要的光線,所以如果只讓植物照射綠光,因為無法行光合作用產生養分,自然長不好囉。    

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為什麼大樓上的警示燈只用紅色的呢?
在市區中常常看到比較高層樓的大樓都會在大樓旁邊以大樓頂端裝紅色的警示燈,相信大家都知道他的作用吧,就是要讓飛機飛行的時候不置於會撞上大樓,但是妳有沒有想過,好像從來都沒有看過其他顏色的警示燈?只有紅色的燈,有他的道理在,妳知道為什麼嗎?想一想吧!
解答
A:

解答說明:

我們都知道,不同顏色的光線有不同的頻率,例如,紅橙黃綠藍靛紫,裡面紅色的頻率最低,紫色的頻率最高。

 也就是紫色的光線能量最高,紅色的光線能量比較低,當光線在起霧的空氣中直線前進時,因為空氣中的粒子很多,於是高能量的紫光碰撞到那些粒子,很容易就放出能量由高能階降到低能階,並且變成其他色光而散失,於是就看不見了,但是紅光卻因為他的能量較低,較不容易降階,所以就算在充滿粒子的霧氣中,紅色的光線依然可以看的清楚。

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Q:
電磁爐的原理?
我們要吃火鍋的時候,相信大部分的人都會用電磁爐來加熱,但是他裡面並沒有像烤箱一樣的高電阻,妳知道電磁爐是利用什麼樣的原理讓物體加熱呢?想一想吧?
解答
A:

解答說明:第一個利用的是冷次定律,當磁場有所改變,那線圈將會產生一個反抗的磁場。

而由於電磁爐內部裝有線圈,當通電時將會產生一磁場,放在其上的鋁箔將感應形成渦電流而產生一相反的磁場,又因為電磁爐實用的電源是交流電,所以產生出來的磁場方向會互相轉變。電磁爐就是利用渦電流來使食物加溫的。

而渦電流是指磁通互相壓迫,當渦電流受困嚴重,便會產生大量熱能及雜音,電磁爐便是利用渦流感應,使金屬器具加熱,再使器具裡的食物達到所要的溫度。

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Q:
溜溜球的原理是什麼?
相信大家小時候都玩過溜溜球,但是有沒有仔細的想過溜溜球的原理呢?
解答
A:

解答說明:其實溜溜球的原理很簡單,最主要的應該是能量守恆原理,溜溜球從高處溜到低處,大部份的位能轉變為轉動動能,底部時,由轉動動能捲著繩子在變回位能,使溜溜球再溜回原本的高度。

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Q:
如何以物理解釋喬丹的空中滯留時間?

發信人: o_o@pcmail.com.tw (曉 劍仁), 看板: NBA
標 題: Re: 我看過最帥的一球

Jordan在空中停留得比一般人久(即使沒跳很高一樣停很久)......... 違反自由落體定律.....這讓專家百思不得其解..(理論上不論你在空中如何使力還是不會影響下落時間), 這又怎麼解釋呢?

解答
A:
 解答說明:

其實不是啦....有打過籃球又會拉竿的就知道..... 其實他之所以可以繞過很多人的原因是因為,他是進攻方.... 他起跳後,為了加長出手的時間...所以他會改變姿勢使得雙腳可以 較晚著地(但是質心還是以拋物線路逕運動,而籃球規則是以落地計算的..)

比喻一下好了,好比說你雙腳起跳後,讓雙腳伸直與將雙腳曲起,雖然質心位子相同... 但是身體觸地的時間卻不同....這樣就有較長的出手時間.... 而有人會有疑問說,為什麼防守者會守不住呢??

其實是這樣的...因為防守方的目的是要阻礙對方出手... 因此通常會將身體伸到最長的長度...也就是說..身體起跳後是打直的... 也就是說,他的腳會先著地...而"饅頭夾蛋"是進攻的一方,為的只是要取得 好的出手位子,只要不被手檔到..那麼準的他什麼高度出手都可以進球... 也就是說"jordan"還是遵守大自然法則的....

不過,說真的...雖然我知道這個神話是個錯覺...但是我的確很喜歡看Jordan打球!!

作者:o_o@pcmail.com.tw (曉 劍仁)

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核廢料體積有多小?
核能似乎是這個世紀最不能缺少的發電方式之一,但是核能發電之後的核廢料對地球的環境而言也是一種污染,所以各國在處理核廢料的方法上都必須非常的小心,那~你們知道核廢料到底有多少呢?
解答
A:

解答說明:

依照美國能源部的資料,一座1000MWe的輕水式核電廠運轉40年,所產生 的所有核廢料體積約為4.5x10^6立方公尺。

這些的99%是這40年運轉所需 要的濃縮燃料製造過程中,所產生的鈾尾。這些當然都在燃料生產國, 不在台灣。所以只剩下約50000立方公尺,包含運轉中所有低階、高階核 廢料及除役產生的核廢料,都在內。那是長寬各一百公尺,堆高五公尺 的體積。

到底這樣的體積算是大?還是小?大家都很聰明,比一比便知。 當然假如要將高階核廢料內的U238及Pu回收的話,體積還可以更小,但 差別不多。比起在濃縮廠所累積的U238,各電廠用過燃料內的U238,可 說是小巫見大巫,難怪老美根本不想做再處理,回收U238。   

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Q:
風力發電被放棄的原因?
美國開始有一些核能電廠,即將邁入原先申請的執照期限(40年)。因為新的 核能電廠開發不易,電力公司便開始向核管會(NRC)提出執照更新 (renewal)。而且,已經有電廠得到總共六十年(即再加20年)的運轉許可。
解答
A:
Entergy在為ANO 1電廠執照更新的申請中,NRC要求要比較在環境方面 ,ANO 1執照更新與其他『技術且商業可行』替代能源的衝擊。

因此, Entergy排除風力、太陽、水力、地熱、及其他再生能源,來作為合理 的替代能源之考慮。放棄風力與太陽有許多原因,其中一項是大量土地 使用的衝擊。

Entergy如要以太陽能來取代ANO 1,土地要35000英畝, 風力則要土地150000英畝。(一平方公里等於247英畝) 當然,風力廠也要大量的混凝土與鋼筋(少不了也產生大量廢棄物), 效率又特差,容量因子也低。不僅造成視覺與噪音污染,同時也是鳥類 劊子手。

死於風力渦輪機下的老鷹已多過死於阿拉斯加當年的EXXON Valdez 油輪漏油事件者。    

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Q:
吉他跟電吉他的不同?
相信大家都看過吉他跟電吉他吧,你們有沒有發現吉他總是會做的比較寬,而中間會空空的,而電吉他則總是扁扁的,並且他的造型沒有受到多大的限制,只是電吉他在表演的時候都會接上喇叭,這兩種吉他差別在哪裡呢?
解答
A:

解答說明:在吉他中間之所以會挖空是因為要產生共鳴,因為絃所發出的聲音太小,所以利用這個共鳴箱讓聲音能量不要四散而走,沒有形成駐波就四散而走,聽起來自然小聲,如果將能量留在共鳴箱中集中起來,自然聽起來較大聲。並沒有違背能量守恆的定律。