物理

熱島現象

熱島現象 (Urban Heat Island)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

城市熱島是一個都會區溫度顯著高於其周圍環境。這個現象通常是在晚上比在白天明顯;在冬季比在夏季明顯,尤其當風勢弱時最明顯。

這個現象的發現是由於人造衛星的出現,使人類得以利用人造衛星從高空以紅外線拍攝地球,紅外線的影像中城市地區的溫度與周邊植被密集區域有著很明顯的差異,看起來城市部份就好像一個浮島。主要原因是因為大樓和柏油路面佈滿整個城市,些表面的吸納(而非反射)太陽的熱量,導致表面溫度的和整體的環境溫度上升並蓄存熱能,從汽車、空調、工業和其他來源的餘熱也增強了熱島效應。另一個因素是建築物阻礙空氣的流動,這也抑制冷卻對流。

焚風

焚風 (Foehn Wind)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

焚風是一種乾燥高溫的落山風,發生在山脈背面。在世界各地對類似的現象有不同的稱呼,在阿根廷被稱為 Zonda,在美國洛磯山脈地區被稱為 Chinook,在東歐被稱為 halny,在南非被稱為 Bergwind,在英國被稱為 Helm wind。此外在其他許多地區還有許多不同的稱呼。

全球暖化的效應

全球暖化的效應 (Effects of Global Warming)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

由於全球氣候變暖可能導致未來大規模和不可逆轉的氣候變化影響,但影響的規模和時間性仍有爭議。但一些例子已有顯著的改變,其中以氣候變化最為明顯,並導致一些相關的問題。

自 1980 年以來,冰川退縮已日益迅速,並已威脅許多冰川世界的存在,若不包括冰帽和冰蓋的北極和南極,全球總冰川面積已減少了 $$50\%$$,並導致海平面上升,淹沒沿海低海拔地區,例如大洋洲島國圖瓦魯已被水淹沒,自 1900 年以來,海平面已上升至平均 $$1.7$$ 毫米/年。特別重要的是興都庫什山脈和喜馬拉雅冰川融化,構成中亞,南亞,東亞和東南亞大陸許多主要河流的水源,增加熔化會造成更大的流量,為幾十年後一些人口稠密地區可能水源日益枯竭。

全球暖化

全球暖化 (Global Warming)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

全球暖化指的是地球的大氣和海洋溫度逐年上升的現象,其原因有很多不同的說法。自然現象如太陽變化與火山活動可能使氣候變暖,但以研究數據推測,有相當多的團體認為過去五十年可觀察的氣候改變很可能是由人類活動所推動,原因指向溫室氣體排放過多造成的。

靜電學(二)

靜電學 (Electrostatics) (二)
國立臺中第一高級中學物理科張宇靖老師、康宇玹老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

連結:靜電學(一)

伏特(Alessandro Volta,1745-1827,義大利物理學家)於1775年發明了靜電感應起電盤,他利用靜電感應起電盤能使導體產生很高電壓的靜電。在1800年用鋅板和銅板插入一瓶稀酸中做成了第一個電池,這種電池叫伏打電池。他把電池串聯起來做成了一個電流更強的伏打電堆(Voltaic pile)。電壓的單位伏特就是以他的名字命名的。

靜電學(一)

靜電學 (Electrostatics)(一)
國立臺中第一高級中學物理科張宇靖老師、康宇玹老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

靜電學是研究靜止電荷的特性及所呈現的現象的一門學科。靜電是指靜電荷,是描述電荷在靜止時的狀態,而靜止電荷所建立的電場稱為靜電場,是指不隨時間變化的電場。該靜電場對於場中的電荷有作用力。

電路

電路 (Electrical Circuit)
國立臺中第一高級中學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

電路指的是傳送電流的通路。它包括下列器件:提供能量帶電粒子以形成電流的電力設備(如電池或發電機);使用電流的裝置(如電熱器、電燈、電阻、電容…等各式電器、元件)以及連接導線或傳輸線。

平衡輪、平衡彈簧

平衡輪 (Balance Wheel) 、平衡彈簧 (Balance Spring)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

機械表的計時裝置主要由一組平衡輪及螺旋彈簧組成,配合齒輪與擒縱裝置來運作。

平衡輪的出現與第一個機械鐘錶是在 14 世紀的歐洲,取代早期使用的單擺計時。它可以有較大的轉動慣量,車輪形狀也有較少的空氣阻力,其幾何部分也可補償由於溫度的變化產生熱膨脹的誤差,保持較好的時間準確度。

比熱

比熱 (Specific Heat Capacity)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

比熱(Specific heat capacity 或 Specific heat,符號 $$c$$ 或 $$s$$),即使單位質量的某種物質升高單位溫度所需的熱量。提高水的溫度凱氏 $$1$$ 度所需的能量是 $$4.184$$ 焦耳每克,其中”克”是被指定的數量,所以水的比熱表示為 $$C = 4.184~J/g\cdot K$$,常用的表示法是以卡作為熱量單位,所以水的比熱亦可表示為 $$C = 1~cal/g\cdot K$$。具體測量時,比熱單位中的質量可使用克或公斤。

波之傳播

波之傳播 (Wave propagation)
臺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

波的傳播討論任一種波透過波導傳播的方式,由振動方向與波前進方向的關係,我們可以區分縱波與橫波。

電磁波,可在真空中與介質中傳播;然而其他大部分的波都只能透過介質傳播。
另一個描述波傳播的參數為波速,大多與介質密度相關。

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