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北一女中高中物理家教班紀錄 6102(RC40.1)

高中物理家教班一對六課程,
這次說明空氣管柱實驗、都卜勒效應與音爆現象。

空氣管柱實驗,講解其機構與物理實驗過程;
並說明主要誤差的來源,以及波長的測量方法。
與先前課程不同的是,前段所學為固定管長嘗試可能頻率;
此處為固定音叉頻率,嘗試可能管長,剛好解題方向相互顛倒。

都卜勒效應,可從考慮聲源移動與聽者移動來推演,
聲源的移動可以由波長變化來著手,考慮v=λT,
以圖形繪製的方式,比較vv與vs,列出λ’=[(vv+vs)/vv]λ,
從而整理出頻率因為波源移動的改變,為f_s=[vv/(vv+vs)]f。
聽者移動,可以從相對速度的變化著手,
考慮v’=vv+vR,頻率變動為f_R=[(vv+vR)/vv]f,
綜合聽者移動與聲源移動結果,定義聲源遠離聽者方向為正,
將列出一維都卜勒關係式子f’=[(vv+vR)/(vv+vs)]f0,
超音速物體移動產生的音爆現象,可以從簡單的作圖來明瞭。
超音速移動經由馬赫角之定義,可以知道馬赫角為φ時,sinφ=vv/vs。

下回物理家教班課程,預計對高三第一次段考作為複習,
包含膨脹、氣體定律、熱力能、波的特徵、疊加原理、海更士原理、力學波、駐波、都卜勒效應、波動方程等小節。
同學們可以對這次發放的段考物理科考古總匯,預先練習,將有疑義、問題的部份整理出來,方便下回物理課時檢討。

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物理該怎麼唸?

從十多餘年的補教經驗來看,比較好上手物理的方式應該是先理解觀念,再由觀念衍生出許多式子。式子的產生都必須是符合許多的特定條件,可適用的範圍也隨著條件的限制會相對於使用觀念解題來的少很多。如果我們只是一味的背誦公式,考試因為無法顧及全面,有時候可用公式、有時候不可用公式,單純使用公式來學習物理,一定會考的不及理想、或時好時壞。

第一次學習,可以先理解觀念、確定所有問題都有初步地解法;再由觀念代入條件得到關係公式,對於常考的試題做第二次的延伸;如果目標在校排、醫牙、或電機等高分群,那麼可能需要更進一步對同一類問題累積許多備用、進階操作,整理出公式中的公式,作為第三次的學習。先求有、再求好,是準備物理比較好的方法。或許有同學會問,如果觀念範圍得以涵蓋全部,我可不可以不要學習公式呢?這個問題需要依照同學的目標而定。如果是歐美西式教育會比偏向觀念的理解應用,考試時間相對不那麼嚴苛,那麼背公式的效果比較有限,不如留下時間做深度思考練習、科展應用、與備審小論文等資料。而如果是亞洲學校,因為偏重於時間要求、入學大考佔比偏高,則需要常用公式適時地輔助,才能從A邁向A+。

物理的科目比較特別,和數學有點類似,會一直援用前面所學,一旦一個部份學不好,後面的章節再怎麼厲害分數也不會高。整個高中物理與國中最大的不同除了涉獵的範圍添增以外,在於向量的操作。而方向處理的問題,大多同學會先在運動學、力學兩個基礎章節浮現。學習上,可優先將力學與運動學顧熟,特別在向量計算力分析操作兩部份。後面章節有變化時,較能夠得心應手,大考也較容易發揮。

讀書需要有方法,重點在於避免無意義的重複學習,這不只用在讀物理上面。八股文常說讀書要先預習、專心聽講、複習也是有原因的,赫爾曼·艾賓浩斯曾經作過一項記憶的研究,劃出了遺忘曲線,指出在短暫時間內多次的複習,能夠將短期記憶吸收的新知識放到長期記憶區域,這樣一來,就不容易再度遺忘,也省了一直在學習「舊知識」的時間。簡單的說,短時間內多次複習,就是能夠節省日後一直花時間在把知識放入短期記憶區的意思。

另外,物理是一門理科,需要留時間作題目。當然越多越好是沒錯,但是切記,練得熟勝過練得多。練習的意義主要在找到自己不會的盲點,如果都只是表面上的練過、衝題數,但都不去搞懂背後意義及算法、以及自己容易在哪個步驟出錯、錯了還是繼續錯,遇到考試不會那與沒有作無所區別,就是所謂的白努力!做過且做錯或不會的題目要再多加練習,這些題目才是真正作題目的目的,既然作題目的目的就是找到你不會的題目,好不容易尋尋覓覓找到的,這些當然要倍加珍惜、才是練習的重點所在!

最後,無關分數。物理、或者說是科學這門領域,常常只是盯著東西觀察,觀察久了去猜測、或拆解背後的原理原則,往往需要有自己的想法。偉大的物理科學家都是打破既有人類的認知,哥白尼、伽利略、愛因斯坦等等,不勝枚舉。讀萬卷書不如行萬里路,只有對知識抱持懷疑態度的人,最後才能有最偉大的成就。

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