Posts Tagged 物理問題

天文問題與物理-太陽黑子的簡單解釋

黑子為太陽上的臨時現象,

出現週期約11年左右,

是在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。

由高密度的磁性效應抑制了激烈的對流活動所造成,

在表面形成溫度較低的區域,經常成對出現。

有什麼問題歡迎提出討論囉

:)

Tags: , , , , , , , , ,

高中物理問題與國文-楓橋夜泊問題

有一題高中物理問題是說「姑蘇城外寒山寺,夜半鐘聲到客船。」是描述哪一種物理現象?包含干涉、繞射、折射等選項可以選擇

有一些解答是說答案是折射,原因是夜晚地表空氣溫度較低,山上的寒山寺鐘聲因偏折較容易聽到。

然而仔細討論其中的道理,

第一蘇州的寒山寺是建在水邊,哪來的山提供高度幫助折射?

第二即便是在山上,水比熱較大,貼近水面反而空氣溫度較熱,這麼說依照折射反而不容易聽到了。

第三在夜晚格外清晰,主要應該是其他聲音干擾較小,因此鐘聲聽起來特別明顯

另外心境因素應該不可忽略,當時張繼是漂泊的旅人,滿懷思鄉的情緒在俱寂的夜晚下聽見遠處的鐘聲,聽起來當然格外淒涼

以上提供大家參考囉

有問題歡迎提出討論

:D

Tags: , , , , , , , , ,

天文問題與物理-關於月球運動

月球是地球唯一的衛星,也是最近的星體

比較奇特的是,月球公轉和自轉週期相同,也就是我們無法從地球上看到月亮對面長什麼樣子

自轉與公轉週期如此的巧合,不禁讓人引發聯想,這是不是「某人」設計好的?牽涉到宗教與外星人問題就暫且不談,我們來談談每天會看到月亮的時間

地球從天文問題與物理-地球自轉與公轉可以知道自轉一圈為365.24219/366.24219=0.99726957天

月球公/自轉週期為27.321582天

從圓周運動的章節去計算角速度,假定T1=27.321582,T2=0.997270,則ω1=2π/T1、ω2=2π/T2

有點像兩個人同時跑操場,一個人比較快,一個人比較慢,快地追到慢得需要多少時間呢?

即是(ω1) t + 2π = (ω2) t,其中 t 是所追到的時間,換句話說就是我們到第二天看到月亮升起的時間間隔

整理一下得到

( T1 ) t = ( T2 ) t + ( T1 ) ( T2 )

( T1 – T2 ) t = ( T1 ) ( T2 )

t = [ ( T1 ) ( T2 ) ] / ( T1 – T2 )

t = 1.035051 天

1.035051 * 24 = 24.84122小時

0.84122小時 = 50分28.41秒左右

也就是每天月亮約晚50分鐘半升起 ( 不考慮四季變化情況下 )

有什麼問題歡迎大家提出討論囉

: D

Tags: , , , , , , , , , ,

天文問題與物理-地球自轉與公轉

我們都知道,一年有365.25天

然而什麼是一天?

又,多出的0.25天怎麼來的?我們好像沒有看過一年之中,有哪一天是太陽昇到一半掉下來(四分之一天)

其實,一年確切的天數是365.24219天,我們所說的「一天」其實是「看到太陽的週期」,顧名思義,第一次日出到第二次日出的時間叫做一天(不考慮地球轉軸偏差有四季晝夜不等長的情況)

那地球自轉一圈是多久?

依照上面的定義,地球自轉一圈一定不是一天,地球自轉的同時亦伴隨著公轉,公轉與自轉同向,因此,每次看到日出的間隔會比自轉的時間稍長一些些

而公轉一圈後,自轉的次數就會比天數多「一」個單位,即一年天數有365.24219天,然而一年地球自轉數為366.24219次

所以地球自轉的時間就是365.24219/366.24219= 0.99726957 天 =23.934470小時,即是23小時56分4.09秒

也就是如果考慮天空有星星位置幾乎沒有改變的情況下,每天星星會提早3分55.91秒升起

另外,多出來的0.24219天其實可以由公轉與自轉的差異來理解,地球既然會繞著太陽轉,也會自己繞著自轉軸旋轉,兩者週期不是整數倍應是合理的現象(會湊巧一樣才恐怖吧…)

所以多出來的0.24219天並不會太陽突然昇到一半掉下來,而是會和明年的一起,換句話說,如果今年的「第一天」是從凌晨0點開始算,明年的「第一天」大約是從早上6點開始計算,後年的「第一天」大約是從中午12點開始計算…

然而,每間隔一年的第一天都要從不同時間算起非常複雜,因此習慣上每年的「第一天」都規定是由0點開始計算,大約每四年再多補一天,剛好就可以補回來非整數的天數

有什麼問題或需要討論歡迎大家提出囉

: )

Tags: , , , , , , ,

物理問題與生活-肥皂泡的彩虹

肥皂泡與光碟的彩虹形成原因相同,是由於薄膜干涉

什麼是薄膜干涉?

簡單的說就是光線通過肥皂泡薄膜時,會有兩次穿過「介面」(即進與出)

兩次通過介面都會產生部份反射,第二次反射的光線就會和第一次反射的光線產生干涉效果

肥皂泡薄膜每個地方厚度都有些微差異,導致干涉所增強的光線波長各不相同

波長各不相同所以有各種不同的顏色,這就是肥皂會看到類似彩虹的原因

有什麼問題歡迎大家提出

:)

Tags: , , , , , , , ,

2010/11/15 北一女中物理家教教學日誌

大概整理了一下問過的問題點,

其實主要的問題還是電路電磁感應相關的部份

另外就是有點偏課外的科學知識LCD液晶螢幕發光原理海市蜃樓

這兩個部份的問題已經整理完成,有需要也可以在下次上課講解一次

有一題關於I2電流的問題需要補充一下

It=總電流,Vt=總電壓,Rt=總電阻,R1=1號電阻,R2=2號電阻,R3=3號電阻,Rp=1並聯2電阻

題目說R1′ = αR1 (α<1)

It=Vt/Rt,Rt=Rp+R3=[(R1*R2)/(R1+R2)]+R3,

因此,I2 = It*[(R1)/(R1+R2)]

代入It 乘出來

I2 = (VtR1)/(R1R2+R1R3+R2R3)

R1’=αR1因此R1→αR1

I2′ 的分子變成α倍

I2′ 的分母除了R2R3其他都變成α倍

因為分母雖然變小,但是還不到α倍,可見分母變小沒有分子來的快,因此I2整體來說變小了

然而從總電流變大,I2分流變小卻沒有辦法直接判斷出來

記得錯得題目問過以後要再多做幾次囉!

有打錯或不懂歡迎也發問囉(太難看懂我下次也會再說一次)

:)

Tags: , , , , , , , ,

物理問題與科技-LCD液晶螢幕發光原理

簡單的來說液晶螢幕是透過兩片薄板控制電場來控制液晶旋轉方向,進而讓偏光片擋住想要擋住的光線(就像是計算機在黑暗中不能使用,因為是檔光,而且數字部份會是「黑」的)

至於說液晶螢幕黑暗中會有光線乃是因為後面有製作背板光源(目前通常以LED發光二極體來當作背板光源較為省電)

由於晶體重新排列需要時間,導致初期的液晶螢幕有所為的殘影(因此現下液晶螢幕都會強調反應時間多快多快)

以下再更深入的部份是討論到如何透過液晶的排列來檔光,

但是會牽扯到電磁學問題,因此也僅簡單的述說

自然界的每一道「直線光線」有很多「方向」構成,可以想成很多「米」字號這樣朝我們射過來,也因此我們能夠看到每一道光線

「米」字上垂直直線、水平直線、斜向直線就是所謂的「偏振方向」

液晶螢幕上下有兩塊「偏光板」,上面的第一層偏光板專門用來擋掉大部分的方向,只留一個方向通過,因此「米」字射過來的光線通過上面的板(假設)會變成「一」

下面第二層「偏光板」也設計用來擋掉大部分的方向,只留一個方向通過,只是這次允許通過的方向和第一片「偏光板」允許通過的方向垂直

讀到這邊應該很明顯了,如果中間不放任何東西(如果光線不會自動轉彎),是沒有光線可以連續通過二層「偏光板」的(因為兩個讓光線通過的方向不一樣,互相垂直了)

好!那麼就想辦法讓光線轉彎吧!透過液晶的排列,剛好可以調整光的「偏振方向」,也就是讓通過第一層變成「一」的米轉90度,變成「|」

剛好就可以順利通過第二層偏光板了!這樣我們就可以看到背板光源照過來的光線!

調整電場使液晶排列改變或散掉排列,光線自然就通不過囉~

有什麼問題歡迎大家提出

:D

Tags: , , , , ,