robots_name = $user_agent; return $this->robots_name; }else{ return false; } } //取機器人名 function get_robots_name() { return $_robots_name; } } ?> 宏泰自然科學中心 - 宏泰物理

宏泰自然科學中心 - 宏泰物理 - 生活的物理

圖片
圖片
圖片
Q:
在名片上畫線,讓它旋轉
在名片背面空白處如下圖般畫兩條直線,然後在名片中心插一根牙籤,讓它轉動。這時會看到怎樣的花紋?作法十分簡單。先想像一下,再實際操作看看。
(1) 全體看起來朦朦朧朧的
(2) 看到圓形
(3) 看到星形
解答
A:
解答:(2)是正解

試試看,會得到讓人多少有點意外的結果,雖然畫的是直線,看起來卻呈圓形轉動。這到底是為什麼?試著從牙籤的中心拉兩條直線,與畫的線垂直。這一點與牙籤的中心最接近,因而畫出來的圓最小;因為半徑最小,所以轉得最慢。因此,黑色部分成為殘像,留在眼裡的程度也最高。。 
圖片
Q:
為什麼波長較短的電磁波(光)有害?
電磁波的範圍很廣,從波長最長者依序排列,有電波、紅外線、可見光、紫外線、X光線等。
一般人都知道X光對人體有害。另外,照射過多的紫外線有危險,而且會破壞臭氣層,現在也已廣為人知。為什麼波長較短的電磁波有害?
(1) 因為電磁波的振動激烈。
(2) 因為組成電磁波粒子的能量較大。
(3) 因為電磁波的振幅較大。
解答
A:
解答:(2)是正解。

這是因為電磁波兼具粒子的性質。這個問題也可以用一般的電與磁氣的理論(馬克斯威爾電磁氣學)回答。

一九○五年,依照愛因斯坦所提倡的光的量子論而解開。根據愛因斯坦的想法,光(所有電磁波)兼具波與粒子的性質,具可變性。這個劃時代的思考方式其後發展為量子力學,現在是確立的理論。

根據他的說法,每一個光子(光的粒子)具有的能量都與光的振動數成正比。波長愈短的電磁波,振動愈大,每一個光子的能量也就愈大。能量大的光子撞擊到人體,會使得細胞中的DNA(基因)容易產生化學變化(電離)。DNA一旦發生異常,細胞就容易轉成癌細胞。

此外,(1)看起來和正確答案很接近。但是,把電磁波當成單純的波考量這一點是更進一步的想法。
圖片
Q:
將電池反過來安裝。
 使用一.五伏特的池,一組是用一個接上小燈泡,另一組是三個電池中有一個反向相接,則小燈泡會怎樣?
(1) 一個電池的燈泡會發出明亮的光
(2) 兩者相同
(3) 三個電池的燈池不會發亮
(4) 三個電池的燈泡會發出明亮的光
解答
A:
解答:(1)是正解。
電池的電壓(正確地說,是起電壓),三個電池那一組,每個電池都是:3-1.5=1.5伏特但是,電池內部有電阻。三個電池的組合,電阻是一個電池時的三倍。因此,一個電池的那一組會發出明亮的光。
圖片
Q:
切開燈泡,接上一百伏特的電,會發生什麼變化?
燈泡中有鎢絲。一開始,愛迪生是使用日本竹做燈絲,此事非常有名。
在不截斷鎢絲的情形下,切開電燈泡,再接上普通一百伏特的電壓,會變成怎麼樣?
(1) 完全不會亮
(2) 如頻閃觀測裝置一般,一瞬間發光後立刻消失。
(3) 即使玻璃破了,通常仍會亮一陣子
解答
A:
 解答:(2)是正解。

如果將玻璃切開後,裡面的鎢絲直接和空氣中的氧接觸,燃燒一瞬間就沒了。

為了防止燈泡裡的鎢絲氧化,必須抽出空氣。但是,一旦形成完全的真空狀態,則鎢絲會因高溫而蒸發。所以,必須在氬中溫入十%的氮,然後封起來,造出大約三分之二的氣壓。如此一來,開燈後,鎢絲在二千幾百度時,大約形成一大氣壓。
PS:(注意)這個實驗十分危險,必須有專家在旁指導。
圖片
Q:
高壓線斷裂,掉到地面時
高壓線斷裂,垂到地面上,這是危險的狀態。此時,以下哪種情形比較安全?
(1) 地面乾燥時比較安全
(2) 地面潮濕時比較安全
(3) 兩者相同
解答
A:
解答:(2)是正解。

高壓電線會向地面上的四面八方釋出電流。地面潮濕時,電流大量流動,似乎很危險。但仔細一想,電流流過的是地面,濕的地面電阻較小;比較起來,人體的電阻較大,所以電流不易流向身體。地面燥的話,正好相反。 
圖片
Q:
截斷磁鐵的力量
用U字型磁鐵吸起綁有一條線的迴紋針,讓它浮在空中。以下哪一項物品被磁鐵吸住時,迴紋針會落下?
(1) 銑刀刀片
(2) 十圓硬幣
(3) 一圓硬幣
(4) 厚紙
解答
A:
解答:(1)是正解。

解這道題,可以做一個簡單的實驗,請各位務必試試看。磁鐵吸住鋁製的一圓硬幣、銅製的十圓硬幣或厚紙,都不會發生什麼事。若吸住銑刀刀片或鐵製的剪刀時,迴紋針就會掉落。

這種現象和眼睛看不見的磁力線有關。鋁、銅、紙等,對磁力線幾乎沒有影響,磁力線可以通過,到達迴紋針。但是,銑刀刀片是鐵製的,會變成磁鐵,從而如圖般拉住磁力線,使得磁力線無法到達迴紋針,迴紋針遂掉落。 
圖片
Q:
利用磁鐵,可以使鐵輪轉動嗎?
如圖,用鐵線做成自由旋轉的小輪圈,近旁放一鐵。在與磁鐵稍微有點距離的地方放置噴燈或蠟燭,將鐵線加熱。此時會發生以下哪一種情況?(參考解答內的圖)
(1) 鐵線圈不動
(2) 鐵線圈往右轉
(3) 鐵線圈往左轉(反時針方向)
解答
A:
解答:(3)是正解。

  這是相當高難度的問題。沒有噴燈加熱,鐵線就只會被磁鐵吸引,不會旋轉。這時,如大家所了解的,磁鐵附近的鐵線會產生磁性。

不知道大家是否瞭解磁鐵或被磁化的鐵線一遇到高溫就會喪失磁鐵的性質。用噴燈加熱的鐵線會變紅,到了七五○℃,就會喪失磁鐵的性質。如此一來,這部分的鐵線就不會被磁鐵吸引,進而喪失力的平衝,鐵線圈於是往左轉(反時鐘方向)。

使得如鐵般的強磁性體喪失磁鐵之性質的溫度,稱為「居里溫度」。
   
 
圖片
Q:
油和水在微波爐中,何者較易加熱?
將水和油放入微波爐,何者熱得比較快?假設水和油的體積相等。
(1) 水
(2) 油
(3) 兩者相同
解答
A:
解答:(1)是正解 。

  這和前面那道題相同,各位應該馬上就了解了。微波爐是一種使食物中所含最多的水分盡快加熱的設計。水容易加熱,有兩個原因。

一.是水分子如圖般,被分為正與負(稱為分子具有極性)。油不具此極性。
二.是微波爐電周波的波數正好使水分子容易轉動。這和盪鞦韃以既定週期擺動一樣,具有極性的分子有較易旋轉的周波數。

微波爐的電波,周波數(振動數)是二四五○兆赫(波長十二.二五公分)的負波。這個周波數可以與水分子容易轉動的迴轉數相配合。不過,只要多花一點時間,油也能加熱。
圖片
Q:
導線中電子的速度
問題:
如果將電燈接上電池,電燈立刻就會亮。在家裡也一樣,只要一按下電源開關,電燈立刻就會亮。這是導線中電子移動的緣故。那麼,請問電子平均:
(1) 每秒○.一毫米
(2) 每秒十公尺
(3) 每秒十萬公尺
(4) 每秒三十萬公里(光速)
解答
A:
解答:(1)是正解。

 導線中電子的速度約為每秒○.一毫米(正確數字為每秒○.○七四毫米)。導線中的電子一邊非常頻繁地衝擊導線的原子,一邊前進,所以速度這麼慢。但為什麼在我們按下開關的瞬間,燈泡就亮了?

  
這樣的疑問隨之產生。即使在電流未流通的狀態下,金屬中的自由電子也如氣體分子盤進行熱運動。熱運動的速度為每秒十的六次方公尺,相當快。但這是十分雜亂的運動,電子一下子到這邊,一下子到那邊,反覆衝擊金屬內的原子(正離子)。結果,許多電子的運動互相抵消,無法產生電流。

 
此時如果接上電池,導線內外就會產生電場,幾乎是在一瞬間傳輸出去,一起摧動導線上的全部電子。這就是為什麼電的流動雖然非常慢,燈泡卻能立刻亮的原因。