- γ光（Gamma Ray） 2009/09/17
γ光（Gamma Ray）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯所謂γ光是指波長最短的電磁波，頻率高於1019 Hz，對應能量高於100 keV ，對應波長短於10 皮米(pico-meters, pm)。
Paul Villard 他是法國化學與物理學家在1900年第一個發現γ射線，他是在研究鐳(Ra，radium)的放射線時偶然發現的。因為拉塞福(Ernest Rutherford)在1899年已經用掉α射線(alpha ray)與β射線(beta ray)，所以在1903年拉塞福把這個新的射線命名為γ射線，在1913年被証實為電磁波。
γ射線通過物質時，會發生光電效應(photo electric effect)與康普吞效應(Compton effect)，另外還會產生電子(electron)與正子(positron)的對生(pair production)。
因為γ射線的能量極強，所以可以用來殺菌或殺死細胞，因此也被稱為死光。在醫學上，用來治療癌症的γ射線稱為加瑪刀(gamma-knife)，它是屬於放射線治療(簡稱放療)的一種，一般是使用以鈷Co-60為主，另有銥Ir-192、碘I-125、金Au-198、鍶Sr-89…等。鈷60是鈷的同位素，具有很強的放射性，可以放出γ射線。因為γ射線可以殺死癌細胞，因此具有很強的效果，但缺點為容易造成附近健康細胞也被殺死，造成嘔吐等不適的症狀。目前醫界積極研究如何尋找標靶藥物，或?strong>Y小γ射線照射區域或使用直線加速器照射，以減少治療癌症所產生的後遺症。其中由鈷60所產生的方程式如下：
在外太空，γ射線來自星體的核融合反應，以目前科學理論推論這些γ射線是由中子星或黑洞所造成。但是這些高能的宇宙射線在通過大氣層時，絕大部份會被大氣吸收，因此如果要觀測這些宇宙射線，必須要借助在太空軌道運行的人造衛星。
因為γ射線的波長是電磁波裡最短的，因此鑑別率最高，所以根據這個理論，人類製造出γ射線望遠鏡，果然大幅提升鑑別率，進而發現不少以前沒發現，在星際間的暗淡物質。
- 橫波 (Transverse Wave) 2009/09/17
橫波 (Transverse Wave)
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橫波為波的傳播方向與質點振動方向垂直的行進波，如：一橫波往x-軸正向移動，其質點的震盪方向位於yz平面上。
性質
可說明橫波特性的例子有水的漣漪、繩子的擺動和電磁波。繩波介質分子的振盪與波的傳播方向垂直，而縱波介質分子的振盪則平行於波的傳播方向。地震橫波通常比為縱波的主波 (或p波) 晚到，因此稱為次級波或s波，其原因為s波傳播時經過液態的地心外圍。實例
橫波的實例包括地震S波(或次級波)，及電場與磁場合成的電磁波，其電場與磁磁場振動方向恆相垂直，且亦垂直於能量傳播的方向，因此電磁波包含二個橫波，可見光即是一種電磁波。擺動的繩子也是橫波的一種，而日常生活最常見的例子就是觀眾席上的波浪舞。數學意義
數學上，橫波常與旋度及向量的波動方程式有關；而縱波則與散度及數值波動方程式有關。縱波行進時產生壓縮，其波的能量轉換為力學能，其實例為前後振盪的彈簧，伸長、壓縮即為波動的過程，因此它又可稱為壓縮波。橫波的實例則如水波、吉他弦或跳繩、軟管等。橫波的波速方程式為
波速 = 頻率 * 波長 - 磁鐵（Magnet） 2009/09/15
磁鐵（Magnet）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯所謂的磁鐵，是一種可以產生磁場的物體，若用細線懸掛一個磁鐵棒，磁棒會指向南北方，指向北方的磁極稱為指北極或N極，反之，指向南方的稱為指南極或S極，若將兩個磁鐵的同性極互相靠近，兩塊磁鐵會互相排斥，若將異性極互相靠近，則磁鐵會互相吸引，這種同性相斥、異性相吸的特性和靜電力非常相似，由此可知，地球本身也具有磁性，目前的地理北極是S極，地理南極則是N極。 Continue reading →
- 磁場（Magnetic Field） 2009/09/15
磁場（Magnetic Field）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯磁場就是在磁極或電流附近的一種向量，因為它是一種超距力，所以法拉第利用磁力線的概念來描述這種場的作用。它可以對電荷或磁性物質產生作用，因此當磁性物質放置在磁場中，它可以產生與磁場方向相同或相反方向的作用，稱為磁感應現象。
- 磁力線（Line of Magnetic Field） 2009/09/15
磁力線（Line of Magnetic Field）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯法拉第是第一個提出力線(line of force)概念的人，他利用力線的觀念成功解釋超距力作用的原理：力線愈密，作用力也愈大。因此電場也可稱為電線密度，磁場也可稱為磁力線密度。
不過在大學電磁學中，磁場與磁力線密度被分開來討論。 然而力線的觀念其實還是有點複雜，因此後來的學者提出修正的看法，提出場線(field line)的觀念。場線的觀念比力線更能精確描述向量的觀念，尤其是後來發展出散度(divergence)與曲度(curl)的觀念，更有利於後續理論的推導與完備。 Continue reading →- 電流天平（Current Balance） 2009/09/15
電流天平（Current Balance）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯所謂的電流天平(ampere balance)，是一種利用電流的磁效應和槓桿原理，來測量物體重量的裝置，藉此說明重力和電流強度的關係，其裝置示意圖如下：
Continue reading →- 超導磁鐵（Superconducting Magnet） 2009/09/15
超導磁鐵（Superconducting Magnet）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯所謂的超導磁鐵，是一種由超導金屬線圈所纏繞成的電磁鐵，因為是超導體，所以具有超導體的兩種特性：零電阻和反磁性。可以產生比一般電磁鐵還要大的磁場，沒有電阻故可以承受強大的電流，而不用擔心超導金屬線圈過熱而燒毀的問題，而且幾乎不會損耗能量，是非常好的材料，但缺點必須在低溫中進行。 Continue reading →
- 閥值增益（Threshold Gain） 2009/09/15
閥值增益（Threshold gain）
國立彰化師範大學光電科技研究所張淑貞碩士生/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯考慮一般雷射介質，具有端鏡面之光學共振腔，就像是法布里-比洛光共振腔。共振腔內填入介質使得能夠產生雷射發射並建立一穩定狀態，也就是連續操作之穩定狀態，有效的假設在共振腔內可形成固定電磁 (EM) 振盪並達到穩定狀態，其中光共振腔可視為光共振器。
考慮在共振腔內某點具內部光能量Pi之電磁波並朝向一端之鏡面方向前進，此鏡面標示為1，另一端鏡面標示為2，當行進至標示為1之鏡面時電波會被反射並朝向鏡面2方向行進；同樣的，行進至標示為2之鏡面時，電磁波會被反射，假設其回至出發點之最後光功率為Pf。在穩定情況下，振盪的情況不會促進而能量也不會衰減，這表示Pf必須等於Pi，因此在整個來回的過程中不會有光功率損耗，這表示淨往返光學增益 gop 必須為1，則Gop=Pf/Pi=1。 Continue reading →
- 磁場（Magnetic Field） 2009/09/15