人腦是科學研究中 最了不起的儀器。不要輕忽了自己! 請不要只是想看結果與答案, 多想一想 會有更多的領略與收穫!

這是新版首頁, 也歡迎參觀 中學物理維基,physlet模擬教學動畫 與聞名全球的模擬動畫英文網頁NTNUJAVA瀏覽舊版介面

本區使用 物理問題討論區 相同帳號, 登入物理問題討論區後 再閱覽本區就會自動登入,可回應或新增文章!

給小朋友的光學介紹

給小朋友的光學介紹

This is a translation of a work by Optical Research Associates, translated with ORA's permission.

本篇係翻譯 OPTICS FOR KIDS: Science and Engineering 網頁的資料

電影 星際戰爭中的聲光效果

電影 星際戰爭中的聲光效果

 


在星際戰爭類的電影中, 往往會有

太空船在星際間作戰的片段.

彼此以雷射光等類的武器相互攻擊.

眼見螢幕上, 漂亮的雷射光束, 一束束的呈現 !!!

再加上震撼的音響效果, 真是直呼過癮 !

可是 如果有真實的星際戰爭, 情節 會是那樣的情況嗎?

  •  

在外太空中, 沒有傳遞聲音的介質.

所以應該聽不到那些聲音, 除非自己的太空船中彈了!!!

在外太空中, 由於缺乏能夠散色光束的粒子.

所以除非雷射光源射向觀察者 (哇! 死期到了).

否則應該看不見射偏了的光束!

溼度與溫度

濕度

在大氣中水蒸氣的重量僅佔非常微小的比例,當空氣較冷時小於1%到溫暖潮濕空氣時約5%。
雖然水蒸氣對於可見光而言是透明的,但是卻吸收大量更長波長的熱波(紅外線)。
它比空氣輕,在相同溫度與壓力下飽和水蒸氣的密度約是空氣密度的0.62倍。
大部份在離地表8公里的範圍內,所有存在於地表的生物或非生物都受到大氣中水蒸氣的影響。

濕度用來標示大氣中的水蒸氣含量。絕對濕度標示大氣中單位體積水蒸氣的質量。
相對濕度則是當時大氣中水蒸氣含量與大氣中濕度飽和時水蒸氣含量的比值,通常以百分比表示。
濕度50%表示當時單位體積大氣所含水蒸氣的質量是相同溫度下所含水蒸氣質量的一半。
由於飽和時水蒸氣含量和溫度有關,未飽和的大氣在降溫後可能達到飽和的情況。
當大氣飽和時的溫度稱為露點。
例如桌上放置一杯水,通常大氣濕度未達飽和而使得杯中的水逐漸蒸發。

高度與高溫度愈低的物理分析

溫度與高度的關係

 


下圖是我今年(1997) 暑假(7/13)搭(華信航空)飛機前往 溫哥華(Vancover)時,

在 來回的飛機 上昇與下降時,所記錄飛機外溫度與飛機高度之間的關係。

藍色曲線是在 中正機場 升空時記錄的。

綠色曲線是在 抵達溫哥華機場 下降時記錄的。

紅色曲線是在溫哥華機場回程升空時記錄的。

回程下降時, 飛機上螢幕只顯示很少次數據(資料不足)。

圖中 橫軸為 飛機高度(單位 英呎),縱軸為溫度(華氏℉)

冰雹

冰雹

 


冰雹的形成:

當有強烈的上昇氣流(旺盛的對流雲)時,

雲層裡的水氣被強烈的上昇氣流快速舉升到高空,

隨著高度的增加,氣溫會逐漸降低。

因為氣流上昇時(的絕熱膨脹過程使得)溫度下降,

每升高100公尺氣溫約降低 0.67℃。

使得水氣(小水滴)因為氣溫驟降而凝結成『冰』(非常小的冰球)。

當冰雹體積/重量 逐漸增加(重力增加,速度漸緩)

到上昇氣流無法支撐時,就會開始下降。

降落過程中(溫度漸增)雖有部份冰雹會融化,

但是更多水氣再被氣流舉昇,凝結成冰,形成更大的冰雹。

而當上昇氣流又無法支撐時,又再落下,如此重複循環。

當冰雹在 強烈上昇氣流中上下往返多次運動時,

體積就像滾元宵般越滾越大!當最後上昇氣流已經完全無法再支撐時,便又落下。

為何水結冰時, 總是從水面開始結冰, 然後慢慢往下結冰?

為何水結冰時, 總是從水面開始結冰, 然後慢慢往下結冰?

 


我們都知道等量水的體積會隨著溫度而變化,下表是水的密度隨溫度變化的關係 (純水於一大氣壓下)

光(電磁波)

粒子還是波?

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。人們早期所認識的波動,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。

電燈泡的物理

電燈泡的物理


為何燈泡用久後會黑黑的?(快壞了?)

為何燈泡會燒壞?是怎麼回事?而且通常是在打開的瞬間?

為何有些燈泡壽命較長?差別在那裡?

當燈泡強度由弱逐漸增強時,所發出光線顏色如何變化?

    電燈泡發光的部位是那裡?它發出哪些光譜線?

電燈的光線比起 日光燈 更有著溫暖的感受!(比較有『家』的感覺)

    古代的人們點著微弱的煤油燈,尤其煤油很容易藉由毛細現象由瓶內滲出,
    • 臭臭的煤油味,讓人聞了都感覺難受!想起那時的生活可真是辛苦。
  • 現代 的我們只要輕按一下開關,便可打開電燈 照亮屋內的一切,

耳溫槍:紅外線的應用

紅外線的應用

 


由於人體的溫度範圍 所輻射出的電磁波主要在 紅外線的範圍。

雖然人的眼睛 感測不到 紅外線的信號,但是如果紅外線信號夠強,

記得站在火堆旁時感受到 一股股熱流朝身上冒過來,臉都感覺熱烘烘的。

    我們的皮膚可以感覺得出來,也就是熱的感覺。

如果強度較弱時,雖然我們的五官感測不到,但是聰明的人們利用

    自然界所存在其他很多能夠到受到紅外線的物質來幫助我們偵測紅外線。

例如現代很多防盜器,其實便是 紅外線感測器。

穿衣服與物理的關係

衣服和絕熱

 


當物體和外界的溫度不相一致時,就會有熱的轉換發生。

這種熱能的轉換試圖讓物體與外界達成熱平衡,也就是一致的溫度。

當你坐在火推旁時,火堆的熱能會逐漸傳遞到你身上 ;

此時我們希望有良好的熱量傳遞方式。

當你站在寒冷的高山上時,你身上的熱能也會逐漸散失於四周的環境中。

此時我們希望有良好的隔熱方式,避免流失太多的熱量,於是我們穿起厚重的衣服。

 


想一想:

要是剃光了頭髮,在冬天時頭頂會有什麼特殊的感覺呢?

冬天將衣服拉的更緊是什麼作用呢?

當穿著厚厚的皮衣時,為何身上會覺得越來越暖活呢?這些熱能是那來的呢?

為何人們在熱天運動時特別容易流汗呢?

保溫瓶內 光滑的鏡面是什麼作用呢?

訂閱文章