評量準備/范鎮鈞:修訂版本之間的差異

出自六年制學程
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主要基本單位
主要基本單位
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*#目前:1967年第13屆國際度量衡大會決議改採「一秒等於銫133原子於基態之兩個超精細能階間躍遷時所放出輻射的週期之9,192,631,770倍之持續時間」。
 
*#目前:1967年第13屆國際度量衡大會決議改採「一秒等於銫133原子於基態之兩個超精細能階間躍遷時所放出輻射的週期之9,192,631,770倍之持續時間」。
 
*質量:[[File:CGKilogram.jpg|thumb|right|307px|圖為'''國際千克原器'''。國際千克原器以鉑、銥合金製成,現存放於法國巴黎郊區的國際計量局。]]
 
*質量:[[File:CGKilogram.jpg|thumb|right|307px|圖為'''國際千克原器'''。國際千克原器以鉑、銥合金製成,現存放於法國巴黎郊區的國際計量局。]]
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===能量單位===
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*能量:焦耳(J),質量一公斤,速度每秒一公尺所攜帶的動能為半焦耳。
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*1卡=4.18675焦耳,約為4.2焦耳。將一克的水升高一度,更詳細的講法是將l克的純水,由溫度14.5"C上升至15.5"C之所需之熱量。
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*能量諸形式:
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*#動能:1/2*m*v<sup>2</sup>
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*#熱能:許多分子的平均動能就是溫度,熱能=溫度增加*比熱*質量。
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*#質能:mc<sup>2</sup>,C為光速。
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*#電能:電壓(電位差)*電量=功率*時間
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*#光能:光能=h(普朗克常數)*ν(頻率),單位焦耳。普朗克常數h=6.626*10<sup>-34</sup>
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*#位能:來自粒子的吸引或排斥。
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*#*重力位能:mgh
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*#*鍵能:電子軌域位能
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*#*…
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===電的基本單位===
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*電量:庫侖(C),為6.24146×10<sup>18</sup>顆電子的帶電量。電子帶電量為1.6021892×10<sup>-19</sup>庫侖,
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*電流:安培(A),每秒通過一庫倫的流量。<!--兩根極細導線流量各一安培,相距一米,真空中作用力為2×10<sup>-7</sup> 牛頓-->
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*電壓:伏特(V),每庫侖作功多少焦耳。
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*電功率:瓦(W),每秒作功多少焦耳。
 
*#傳統:一立方公分的純水在4℃時的質量定義為一公克(簡稱克),然後做成鉑銥公斤原器,由1901年第3屆國際度量衡大會決議採用至今。但發現其質量會發生變化。公斤:Kg,公克或克:g,毫克:mg,微克:µg,奈克:ng<!--,皮克:pg,飛克:fg,阿克:ag-->。
 
*#傳統:一立方公分的純水在4℃時的質量定義為一公克(簡稱克),然後做成鉑銥公斤原器,由1901年第3屆國際度量衡大會決議採用至今。但發現其質量會發生變化。公斤:Kg,公克或克:g,毫克:mg,微克:µg,奈克:ng<!--,皮克:pg,飛克:fg,阿克:ag-->。
 
*#未來:希望以自然界常數為單位,但仍未做到。
 
*#未來:希望以自然界常數為單位,但仍未做到。
 
*顆粒數:莫耳(mole),6.024×10<sup>23</sup>顆。12克碳12所含的原子數。
 
*顆粒數:莫耳(mole),6.024×10<sup>23</sup>顆。12克碳12所含的原子數。

2014年10月7日 (二) 22:18的修訂版本


第一次月考2014/10

大強子對撞機

CERN大型強子對撞機位置圖
LHC的超導電四極電磁鐵
大型強子對撞機(LHC)是一座位於瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織的對撞型粒子加速器,作為國際高能物理學研究之用。LHC已經建造完成,2008年9月10日開始試運轉,並且成功地維持了兩質子束在軌道中運行,成為世界上最大的粒子加速器設施。 大型強子對撞機是在一個圓周為27公里的圓形隧道內,該隧道因當地地形的起伏而位於地下約50至150公尺之間。隧道本身直徑三公尺,位於同一平面上,並貫穿瑞士與法國邊境,主要的部份大半位於法國。雖然隧道本身位於地底下,尚有許多地面設施如冷卻壓縮機,通風設備,控制電機設備,還有冷凍槽等等建構於其上。 加速器通道中,主要是放置兩個質子束管。由於須維持前所未有高能量的粒子運行,加速管由超導磁鐵所包覆,以液態氦來冷卻。管中的質子是以相反的方向,環繞著整個環型加速器運行。除此之外,在四個實驗碰撞點附近,另有安裝其他的二極偏向磁鐵及四極聚焦磁鐵。



銅板上的一氧化碳,只能看見氧原子(放大一億倍)

守恆律

基本作用力:力(荷、場、傳播子)

  • 電磁力:電荷透過發射或吸收光子產生作用力。
  • 弱作用力:夸克透過發射或吸收弱玻色子改變風味(種類),因為比電磁力弱所以叫弱作用力。
  • 強作用力:夸克透過發射或吸收膠子,而束縛在一起。
  • 萬有引力:帶質量的粒子透過交換重力子相互產生引力。
  • 希格斯機制,帶質量的基本粒子和希格斯粒子間的作用減慢速度。

剩餘的強作用力

質子或中子中的夸克與另一質子或中子中的夸克產生強作用力,克服質子間的排斥力,使原子核不致飛散。

剩餘的電磁作用力

原子中的質子與另一原子中的電子產生的吸力,克服原子間的斥力,使原子可以結合成分子。

  1. 在基本粒子的世界中,基本粒子可以無中生有,也可以相互淹滅,但過程必須遵守各種守恆律。
  2. 質能守恆:能量可以從虛無中化生成一對正反粒子,正反粒子也可以相互淹滅轉為能量。但其過程須遵守質能守恆定律。質能間的轉換比即為 E=mc2
  3. 電荷(Q)守恆:任何過程電荷總量不變。

物質基本粒子

十二種基本粒子簡單圖示

  • 上表諸粒子均有靜質量,參與重力作用。

質子與中子的組成

載力基本粒子

吸力圖示

斥力圖示

粒子 自旋電荷質量作用力
玻色子
整數自旋
規範傳播子 光子(γ) 100</th 規範傳播子 光子(γ) 100電磁力
弱玻色子 W± 1±115.7萬弱力
Z 1017.8萬弱力
膠子(g) 100強力
引力子(G) 200重力
希格斯粒子(H) 00待測電弱

基本作用力:力(荷、場、傳播子)

  • 電磁力:電荷透過發射或吸收光子產生作用力。
  • 弱作用力:夸克透過發射或吸收弱玻色子改變風味(種類),因為比電磁力弱所以叫弱作用力。
  • 強作用力:夸克透過發射或吸收膠子,而束縛在一起。
  • 萬有引力:帶質量的粒子透過交換重力子相互產生引力。
  • 希格斯機制,帶質量的基本粒子和希格斯粒子間的作用減慢速度。

剩餘的強作用力

質子或中子中的夸克與另一質子或中子中的夸克產生強作用力,克服質子間的排斥力,使原子核不致飛散。

剩餘的電磁作用力

原子中的質子與另一原子中的電子產生的吸力,克服原子間的斥力,使原子可以結合成分子。

質量與重力的區別

  1. 質量:希格斯機制,空間中布滿希格斯粒子,明星來了「粉絲希格斯粒子」圍上去,使明星變得前進緩慢,形成「慣性」,這是質量的起源。如果非明星來了,將以光速通過布滿希格斯粒子的空間。
  2. 重力:兩個有質量的粒子,可以對拋重力子,形成重力。

公制單位

  • 國際度量衡局:1875年5月20日依據《米制公約》成立,在法國。
  • 國際度量衡大會:為維護1875年訂定的米制公約制訂的國際單位制(SI制)所召開的各國會議。下一次是2014年。

主要基本單位

英文單字:

  • 表示倍率的單字
    1. Kilo:千
    2. Centi:百分之一
    3. Milli:千分之一,毫。
    4. Micro:百萬分之一,微。
    5. nano:十億分之一,奈。
    6. pico:萬億分之一,皮。
  • 長度、時間、質量
    1. meter:米、公尺。
    2. second:秒
    3. gram:克

四大基本單位

  • 長度:
    1. 傳統:定地球圓週為四萬公里,一公里切成一千公尺。做成鉑銥公尺原器。公里:KM或km,公尺:M或m,公分:CM或cm,公厘:Mm或mm。
    2. 目前:1983年第17屆國際度量衡大會(CGPM)決議改採「光在真空中於299792458分之1秒所行進的距離」。
  • 時間:
    1. 傳統:定地球自轉一週為一天,一天切成廿四小時,一小時切為六十分,一分切為六十秒。
    2. 目前:1967年第13屆國際度量衡大會決議改採「一秒等於銫133原子於基態之兩個超精細能階間躍遷時所放出輻射的週期之9,192,631,770倍之持續時間」。
  • 質量:
    圖為國際千克原器。國際千克原器以鉑、銥合金製成,現存放於法國巴黎郊區的國際計量局。

能量單位

  • 能量:焦耳(J),質量一公斤,速度每秒一公尺所攜帶的動能為半焦耳。
  • 1卡=4.18675焦耳,約為4.2焦耳。將一克的水升高一度,更詳細的講法是將l克的純水,由溫度14.5"C上升至15.5"C之所需之熱量。
  • 能量諸形式:
    1. 動能:1/2*m*v2
    2. 熱能:許多分子的平均動能就是溫度,熱能=溫度增加*比熱*質量。
    3. 質能:mc2,C為光速。
    4. 電能:電壓(電位差)*電量=功率*時間
    5. 光能:光能=h(普朗克常數)*ν(頻率),單位焦耳。普朗克常數h=6.626*10-34
    6. 位能:來自粒子的吸引或排斥。
      • 重力位能:mgh
      • 鍵能:電子軌域位能

電的基本單位

  • 電量:庫侖(C),為6.24146×1018顆電子的帶電量。電子帶電量為1.6021892×10-19庫侖,
  • 電流:安培(A),每秒通過一庫倫的流量。
  • 電壓:伏特(V),每庫侖作功多少焦耳。
  • 電功率:瓦(W),每秒作功多少焦耳。
    1. 傳統:一立方公分的純水在4℃時的質量定義為一公克(簡稱克),然後做成鉑銥公斤原器,由1901年第3屆國際度量衡大會決議採用至今。但發現其質量會發生變化。公斤:Kg,公克或克:g,毫克:mg,微克:µg,奈克:ng。
    2. 未來:希望以自然界常數為單位,但仍未做到。
  • 顆粒數:莫耳(mole),6.024×1023顆。12克碳12所含的原子數。