物理

電荷

電荷(Electric Charge)
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

電荷是物質的基本性質,分為正、負電荷。具多餘同性電荷的兩個物體靠近時互相排斥;具多餘異性電荷的兩個物體靠近時則互相吸引。許多原子粒子中帶有電荷,例如電子帶負電荷,質子帶正電荷,而中子的電荷則為零。經實驗可發現各個電子的負電荷大小都相等,也與每個質子的正電荷相等。

電容

電容 (Capacitance)
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

電容是指物體在外加電位差下所能儲存的電荷量。電容器指的是用來儲存電荷及能量的裝置,如平行板,導體球……等。將兩個導體分別接於電池的正、負極,則兩導體會帶有等量而異性的電荷,實驗顯示,兩導體上的電量 $$Q$$ 與兩板間之電位差成正比,其比例常數稱為電容 $$C$$

$$\displaystyle C=\frac{Q}{V}$$

燃料電池

燃料電池  (Fuel Cell)
國立臺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

燃料電池是一種將燃料的化學能透過電化學反應直接轉化成電能的裝置,運作方式多數是靠氫和氧不斷送入多孔電極而運轉。氫氣在陽極進行的是氧化反應,將氫氣氧化成氫離子,氧氣在陰極進行還原反應,離子通過電解液到達另一電極而與氧合成水,氧化還原反應過程中就可以產生電流子和電子。燃料電池的二氧化碳排放量比一般方法低許多,所產生的水又是無害的產物,是低污染性的能源。

人體所產生的輻射—利用「黑體輻射定律」計算人體的基礎代謝率與每日所需熱量

人體所產生的輻射─利用「黑體輻射定律 (blackbody-radiation)」計算人體的基礎代謝率與每日所需熱量
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

黑體輻射定律同樣的可以應用到人體。例如,人體的某些能量就是以電磁輻射的形式釋放,其中絕大多數是以紅外線的形式散失;同時,人體也可以從周圍環境中吸收其他物體的輻射。人體「每秒釋放的輻射能」減去「每秒自周圍環境吸收的輻射能」,稱為「淨輻射功率(net power)」$$(P_{net})$$,當淨輻射功率越大時,代表人體損失的熱能越大,體溫將下降。

雷理-京士定律與紫外線災難

雷理-京士(Rayleigh-Jeans)定律與紫外線災難
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

在物理中的雷理-京士定律,首次在二十世紀提出,主要目的在於試著描述「特定溫度下的黑體,在所有波長所產生的電磁輻射能量」,針對特定的波長 $$(\lambda)$$ 可寫成

$$\displaystyle f(\lambda)=\frac{2\pi ckT}{\lambda^4}$$

式子中的 $$c$$ 代表光速,$$k$$ 為波茲曼常數,$$T$$ 為物體的絕對溫度。

壓力

壓力 (Pressure)
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

壓力(通常以 $$P$$ 來表示)是單位面積上所受的正向力。

定義(公式):$$\displaystyle P=\frac{F}{A}$$

$$P$$ 為壓力、$$F$$ 為正向力、$$A$$ 為面積

壓力是一個純量,其 SI 制單位為帕 ($$Pa$$)。$$1~Pa=1~N/m^2$$

壓力可以傳遞至流體的各個部分和容器壁,它是熱力學的基本參數。

表面張力的量度

表面張力 (Surface Tension) 的量度
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

表面張力通常用 $$\sigma$$,$$\gamma$$ 或 $$T$$ 來表示,可定義為液體表面上對每單位長度所呈現的張力,此力平行於液體表面,但與線框垂直。想像線框上長度 $$L$$ 的肥皂薄膜,則其受到 $$2\gamma L$$ 向內的表面張力(薄膜兩面皆有表面張力,故乘以 $$2$$)[1]。表面張力的量度單位為每單位長度所受的力,其 SI 單位為牛頓/ 公尺 $$(N/m)$$,但達因/ 公分 $$(dyne/cm)$$ 的 CGS 單位較常被使用[2]

放射率或輻射係數

放射率 (Emissivity) 或輻射係數
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

放射率(代號 $$\varepsilon$$)指的是「物體輻射的能量與同溫度的黑體輻射能量的比值」,它是物質吸收與輻射能量能力的指標,一個真正的黑體其放射率定為 $$1$$,因此一般的物體其放射率小於 $$1$$(稱之為灰體 gray body)。

表面張力的現象與成因

表面張力 (Surface Tension) 的現象與成因
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

表面張力是使液體表面像一張薄板的特性,因此昆蟲可以在水面上行走,也使得小物體,甚至金屬如針頭,刀片,或錫箔碎片,可以漂浮於水面上,另外,它也是毛細現象的成因。

帕斯卡原理

帕斯卡原理 (Pascal’s Law)
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

在理化科學領域裡,帕斯卡定理說明即使某些地方有外加壓力,同高度的靜止不可壓縮流體任一點的壓力恆為定值。

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