葉雄高中物理家教網

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

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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 )

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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

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