物理

振幅 (Amplitude)(二)

振幅 (Amplitude)(二)
台中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

脈衝振幅
在是電信波的情況下,脈衝性振幅將是脈衝參數中的強度,像電場強度,電壓強度,電流強度或是功率強度。
測量脈衝性振幅是比較特定的基準來定義,可以以”平均值”,“瞬間值”,“最大值”,或是“均方根”來表示。
脈衝性振幅也應用於描述頻率的振幅和相位變化的波包。

波方程中的振幅
目前要固定振幅可以用下列這種公式
在這種公式的情況下

1956 年12 月27 日:宇稱守恆(Parity Conservation)的推翻

1956 年12 月27 日:宇稱守恆(Parity Conservation)的推翻
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

在物理學,「對稱性」長久以來都扮演著關鍵性的角色,自從1925年以來,科學家就一直認為我們的世界和鏡子內的影像是無法區別的—即為人所知的宇稱守恆的觀念,而主要的理論也印證了此假設。宇稱守恆和能量、動量與電荷守恆等最基本的物理法則一樣,在物理方面都享有極高的地位,一直到1956 年美國國家標準局(現在的美國國家標準與科技研究院)進行了一系列重要的試驗後才改觀。正如相對論一般,大自然再一次證明了它並不總是遵循著「常識」的法則。

觀測研究 〈Observational Study〉

觀測研究 〈Observational Study〉
國立台南第一高級中學物理科王俊乃教師

統計上,「觀測研究」是指研究的主題針對指定的群組對其所受的變因造成的影響來進行推論(相對於控制群組control group)這是超出研究者的控制之外的。這與「操控實驗controlled experiments」有顯著的不同,例如隨機操控嘗試randomized controlled trials,其中的每一個主題都是測量之前隨機指派給某個群組或控制群組。

自然科學 ( Natural Science〉與社會科學〈Social Science〉的實驗

自然科學 ( Natural Science〉與社會科學〈Social Science〉的實驗
國立台南第一高級中學二年級陳奕廷/國立台南第一高級中學物理科王俊乃教師修改

在某些科學領域中,例如物理、化學,科學家要達到實驗的要求比較容易也就是各項測量需客觀且準確,而且可以控制實驗的變因在實驗的過程中保持不變。但另一方 面,在生物及醫學這類科學領域,實驗過程中不易確定各項便因是否維持穩定不變。對於社會科學的實驗而言,要確定實驗結果的判定方法是否客觀是一個困難之處。

太陽電池填充因子(Full Factor)的測量

太陽電池填充因子(Full Factor)的測量
高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢教師

(一)實驗目的
實驗得出太陽能板開路電壓Voc與短路電流Isc的值之後,找出在不同電阻的負載下之最大功率Pm,並利用FF=Pm/IscVoc求得填充因子FF。

太陽電池能隙 〈Energy Gap〉測量

太陽電池能隙 〈Energy Gap〉測量
高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢教師

(一)實驗目的
了解太陽能電池材料能隙的大小。

(二)儀器設備
(1)非晶型太陽能板、(2)濾光片(波長:黃540nm、橘580nm、紅640nm)、(3)單槍投影機、(4)暗箱、(5)安培計、(6)電線、(7)鱷魚夾、(8)電腦

傳輸介質 (Transmission Medium)

傳輸介質 (Transmission Medium)
台中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

傳輸介質是一種能夠傳導能量波動的物質(固體、液體、氣體)。例如,聲波透過空氣傳送到耳朵,但是固體和液體也能作為傳送聲波的傳輸介質。

即使沒有介質(如真空空間),電磁波如光波和無線電波也能夠傳導。如電磁波不需要傳輸介質做傳導的波,傳輸介質反而常會影響波的傳導,可能會在介質界面被吸收、膨脹或折射。

有些高科技儀器也是利用傳輸介質來傳送波,如光纖和電纜。

波〈Wave〉的基本性質

波〈Wave〉的基本性質
台中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

波是一種隨時間在空間中傳播的干擾,通常會轉移能量。電磁波(或許重力波)可不需介質在真空中傳播;力學波則只能在介質中傳播。當波從一點傳播能量至另一點時,通常會有些許或完全沒有粒子產生永久位移,大部分的粒子都是在固定的位置振動。

波可被定義為在一個質點附近反覆振盪的運動,但是一個波的必要且充分的定義至少是彈性,它常被直接解釋為在空間中傳播的擾動,而不是介質在空間中的運動。波的能量在介質中以擾動的形式遠離波源,但這不適用於能量在雙方向移動的駐波,或不需要介質,能在真空中傳播的電磁波。

因此波動理論是物理學獨特的一環,波傳播的特性和波源本身無關,其獨特性在於,當我們在描述某一種波的傳遞時,此波源的獨立性和波源的種類有很大的關係,如:聲學不同於光學在於聲波為機械波,而非伴隨著能量變換的電磁波,因此如質量、動量、慣性或彈性等,這些因素將會影響聲波的傳遞,也說明介質的特性會影響某些波的特質,如空氣中漩渦、輻射壓、衝擊波等;固體中瑞利波、色散等。

電漿的溫度〈Temperatures〉

電漿的溫度(Temperatures)
國立台南第一高級中學二年級阮鏞蔘/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

電漿溫度常常是以凱氏溫標kelvins或是電子伏特electronvolts來量度,同時也是每個粒子作熱運動能量的非正式測量。就算在馬克士威能量分 布方程式中發現有明顯差異,好比處於紫外線、高能粒子或是強大電場的影響下,電子間依然幾近於熱平衡thermal equilibrium,而可以被相對完整的測量溫度。由於質量尺度的巨大差異,電子自己達到熱力學平衡的速度,遠比與離子或中心原子一起達到平衡的速度 快。根據這個因素,”離子溫度”(通常較低)與”電子溫度electron temperature”迥然不同。這在弱電離技術的電漿更是常見,離子此時常常是接近周圍溫度。

根據電子、離子與中性粒子的溫度差異分類,電漿可區分為”熱體(thermal)”或是”非熱體(non-thermal)”兩種。熱體電漿擁有相同溫度的電子和重粒子注兩者是熱平衡。非熱體電漿則是有低溫的(通常是室溫)離子與中性粒子,與溫度較高的電子。

電漿的定義〈Definition of Plasma〉

電漿的定義(Definition of Plasma)
國立台南第一高級中學二年級阮鏞蔘/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

電漿常被描述為帶正負電粒子的電中性物質,但是仍然有三個準則。

1. 似電漿的物質: 帶電粒子間必須彼此非常接近而足以影響旁邊許多帶電粒子,而非僅僅是與其最靠近的粒子有互動(這些共同效應是電漿中極為特別的特性)。電漿近似物在一些特 定粒子的巨大影響範圍內是有效的。(這個範圍叫做Debye sphere,而該半徑就是德拜屏障長度”Debye screening length”)在Debye sphere內的平均粒子數被稱做電漿參數”Λ”(希臘字Lambda)。

2. 容積相互作用Bulk interactions: 德拜屏障長度(同上述定義),相較於電漿的體積是比較小的。這個依據顯示,在電漿體積內的相互作用,比在邊緣會產生的邊界效應重要。

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