電阻（Electrical Resistance）
國立台中第一高級中學台中一中 物理科張宇靖教老師、康宇玹教老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在電學中，電路或部份電路在阻礙電流通過的過程中將電能變換成熱能的性質，謂之電阻。電阻常用單位為歐姆或簡稱歐，以大寫希臘字母Ω（omega）表示。電阻產生於載流帶電粒子同導體中的固定粒子的碰撞，導體內部有大量的自由電子，當電壓施於導體的兩端時，會導致電流的產生，但此一電流不可能無限制的增加，此乃因為當電荷流經某一材料時，必承受其電阻，此種阻力被消耗就轉變成為熱能了。雖然電路內各部份的連接線和傳輸線都有電阻，但一般人往往認為電阻集中在電燈、加熱器和電阻器之類的器件中，因為這些器件的電阻起主要作用最為明顯。 Continue reading →

電池（Battery）
國立台中第一高級中學物理科張宇靖教師、康宇玹教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

電池是一種將化學能（或光能）轉換成電能的裝置，分為原電池與蓄電池，在電學解釋上，電池是一種不用導體在磁場內運動的方法而產生電流的單元結構。例如：太 陽能電池是將陽光直接轉變為電能的半導體結構；乾電池是裡面沒有流動液體的化學電池，其電解液是用紙板之類的吸收材料吸附著的；原電池或伏打電池是靠化學 反應產生電流，基本上不能再充電，傳統的乾電池即為原電池，又稱勒克朗謝電池（Leclanché cell）；蓄電池(如鉛酸蓄電池)則可重新充電；而燃料電池是用分開儲藏並向電極輸送的化學製品來產生電流。 Continue reading →

克希何夫電路定律（Kirchhoff’s Circuit Laws）
國立台中第一高級中學台中一中 物理科張宇靖教老師、康宇玹教老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

克希何夫的電路定律是處理電路中的電荷及能量守恆的一對定律，由德國物理學家克希荷夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）在1845年提出。廣泛地在電子工程方面使用。

克希何夫(Kirchhoff)定律
在分析任一個包含有多種聯結的電阻及電池的電路之電流分布的問題時，應用下述的克希何夫定律：
1. 第一定律：在電路中任一結點(即電路中，兩個以上導體的交點)，流入的總電流等於流出的總電流。
2. 第二定律：電路中的任一迴路(封閉路徑)中，從一點起經一迴路回到此點之總電位降落為零。 Continue reading →

負熱膨脹（Thermal Expansion）的應用與相關材料
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

負熱膨脹材料（Negative Thermal Expansion ，NTE)是一種物理化學的過程，當物體與多數物體受熱膨脹的變化不同，該物質遇熱體積反而收縮；具有這種不同性質的物體應用在a potential engineering, photonic, electronic, and structural applications. 例如，如果將NTE的物質與一般物體混合，將使該混合物變成零膨脹係數或近零膨脹係數的複合材料。 Continue reading →

紅外線溫度計（infrared thermometer）
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

「紅外線溫度計」，乃利用物體所產生的黑體輻射量測量溫度，若同時利用雷射協助確定量測區域，有時也稱做雷射溫度計（laser thermometer），因為紅外線溫度計的量測過程不需要直接接觸被測物體，有時稱做非接觸性溫度計（有些溫度計必須直接接觸物體，如水銀溫度計、熱電偶溫度計）。紅外線溫度計藉由溫度計中的感測器，得知物體發出紅外線輻射的量與發射係數（emissivity），即可得知物體的溫度。

紅外線溫度計的基本元件包含聚焦用的透鏡，將待測物體的紅外線聚集在感應器上，並將紅外線的相關資料轉變成電子訊號，因為周圍環境也會輻射紅外線，溫度計必須針對室溫的變化進行調節，且考慮不同物質的發射係數後，將電子訊號放大後顯示溫度測量結果。 Continue reading →

多層隔熱薄膜（Multi-layer Insulation, or MLI）﹝二﹞
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

MLI 中不同隔熱層之間可以無限制的靠近，只要之間沒有直接的熱接觸，導致熱傳導或對流的發生。為了減少薄膜的厚度與重量，薄膜內每一層盡量做薄、且對於熱輻射必須做到不透明（熱輻射無法穿透）。因為薄膜強度不需太大，因此常使用極薄、厚度約六微米左右的塑膠材質，如聚酯薄膜或聚酰亞胺膠帶，並在其中一面覆上金屬薄膜，提高反射率，最常用的金屬是銀。為了減少厚度，層與層之間必須盡量靠近，但接觸面不能太大以免產生熱傳導與對流，因此每一層會有部分突出或製造波紋，或者在層與層中間加上網子，藉此減少每層之間的接觸點。而最外層則使用較厚的塑膠材料以提供支撐，並且可加上更強韌的玻璃纖維進行強化。 Continue reading →

多層隔熱薄膜（Multi-layer Insulation, or MLI）﹝一﹞
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

多層隔熱膜（或簡稱MLI）是利用多層薄膜組成以進行隔熱。主要功能在於減少因為熱輻射所導致的熱量損失，對於熱傳導與對流造成的熱損失，相較之下，功能較 差。因此，MLI較常使用在衛星或應用在真空環境中，因為這樣的環境中，熱輻射是主要的熱傳遞方式，熱傳導與對流較不明顯。MLI常以金箔的形式出現在許 多衛星（如華衛二號）表面與太空探測中。 Continue reading →

史帝夫波-茲曼定律〈Stefan – Boltzmann’s Law〉的應用─行星與恆星間溫度的關係
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

行星表面的溫度受到下列因素的影響
1.入射輻射（來自太陽或其他天體）
2.行星本身的輻射（地球向外發散的紅外線輻射）
3.反光效應（星球對於入射電磁波的反射）
4.溫室效應（導因於星球本身的氣體）
5.星球內部所產生的能量（對於木星而言相形重要）

對於內行星（較靠近太陽的行星，如水星、金星、地球、火星）而言，外來輻射、行星本身電磁輻射的影響較大。
為了進行計算，進行下列三項假設
1.地球與太陽視為球體
2.地球處於熱平衡狀態
3.地球可吸收所有來自太陽的輻射（忽略反射的部分）

依據史蒂-芬波茲曼定律，太陽每秒發射的黑體輻射能量為
PSemt=(σTs4)(4πRs2)

σ為史蒂芬-波茲曼常數
Ts為太陽的表面溫度
Rs為太陽的半徑

因為太陽向四面八方輻射能量，但地球很小，只吸收能量中極小的比例，因此地球吸收的太陽輻射功率PEabs
PEabs= PSemt （πRE2)/(4πD2)

其中，
D為地球與太陽之間的距離
RE為地球的半徑
雖然地球吸收太陽輻射的截面積為πR2
但地球也如同太陽一樣，向四面八方發射輻射，每秒輻射的能量PEemt
PEemt=(σTE4)(4πRE2)

其中，TE為地球表面溫度。

依照前述假設，地球處於熱平衡狀態，因此吸收的輻射能功率等於發射的功率，亦即 PEemt ＝PEabs

綜合前述列式
(σTE4)(4πRE2) =(σTs4)(4πRs2)（πRE2)/(4πD2)

結果，Ts(Rs/2D)1/2=TE

也就是，地球的表面溫度受到太陽表面溫度、太陽半徑及太陽與地球之間距離三個因素的影響。

資料來源：
http://en.wikipedia.org/wiki/Blackbody