六年制學程/02/2014.09.04：修訂版本之間的差異
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2014年9月9日 (二) 07:25的最新修訂版本
目錄
晨課
愛因斯坦赤道的第一段「愛因斯坦赤道」和第二段「真空衰變」。
作業檢查
- 主要行動學具及網卡卡號。
- 記帳檢討。
- LHC 位置圖
- 資訊課用英文單字
前日上課內容小練習
- 說出質子是由那三顆夸克組成的，並以此解釋質子的帶電量。
- 說出中子是由那三顆夸克組成的，並以此解釋中子的帶電量。
- 從網路上找到包含十二種基本粒子的圖或表。
本單元所述，依據「標準模型」。
大強子對撞機
基本粒子
守恆律
- 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。
- 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 。
- 電荷(Q)守恆：任何過程電荷總量不變。
物質基本粒子
- 十二種物質基本粒子簡單圖示
- 物質基本粒子簡表：
| I世代 | II世代 | III世代 | 電荷(Q) |
|---|---|---|---|
| 上(u) | 魅(粲)(c) | 頂(t) | 2/3 |
| 下(d) | 奇(異)(s) | 底(b) | -1/3 |
| 微中子(νe) | 渺微中子(νμ) | 濤微中子(ντ) | 0 |
| 電子(e) | 渺子(μ) | 濤子(τ) | -1 |
- 上表諸粒子均有靜質量，參與重力作用。
- 只有 I世代 的基本粒子是穩定的。
- 質子與中子的組成
- 質子
- 中子
- 質子
載力基本粒子
| 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) | 1 | 0 | 0 | 電磁力 | |
| 弱玻色子 | W± | 1 | ±1 | 15.7萬 | 弱力 | ||
| Z | 1 | 0 | 17.8萬 | 弱力 | |||
| 膠子(g) | 1 | 0 | 0 | 強力 | |||
| 引力子(G) | 2 | 0 | 0 | 重力 | |||
| 希格斯粒子(H) | 0 | 0 | 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
- 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。
- 重力：兩個有質量的粒子，可以對拋重力子，形成重力。
「標準模型」主程式
世界上最美的方程式 質能時空制定公制單位的順序：空、質、時、能
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。
進一步的資料可參考單位換算
主要基本單位
- 長度、時間、質量
- meter，m：米、公尺。
- second，s：秒
- gram，g：克
- 公制前綴
| 前綴 | 符號 | 數值 | 科學符號 |
| yotta | Y | 1,000,000,000,000,000,000,000,000 | 1024 |
| zetta | Z | 1,000,000,000,000,000,000,000 | 1021 |
| exa | E | 1,000,000,000,000,000,000 | 1018 |
| peta | P | 1,000,000,000,000,000 | 1015 |
| tera | T | 1,000,000,000,000 | 1012 |
| giga | G | 1,000,000,000 | 109 |
| mega | M | 1,000,000 | 106 |
| kilo | k | 1,000 | 103 |
| hecto | h | 100 | 102 |
| deca | da | 10 | 101 |
| 無前綴 | 1 | 100 | |
| deci | d | 0.1 | 10¯1 |
| centi | c | 0.01 | 10¯2 |
| milli(毫) | m | 0.001 | 10¯3 |
| micro(微) | μ | 0.000001 | 10¯6 |
| nano(奈) | n | 0.000000001 | 10¯9 |
| pico(皮) | p | 0.000000000001 | 10¯12 |
| femto(飛) | f | 0.000000000000001 | 10¯15 |
| atto(阿) | a | 0.000000000000000001 | 10¯18 |
| zepto(介) | z | 0.000000000000000000001 | 10¯21 |
| yocto(攸) | y | 0.000000000000000000000001 | 10¯24 |
四大基本單位的起源
- 時間：
- 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。
- 用輻射週期微調：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」。
- 長度：
- 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。
- 用光速微調：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」。
- 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。
- 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。
- 未來：希望以自然界常數為單位，但仍未做到。
- 顆粒數：莫耳(mole)，6.022×1023顆。
- 1莫耳質子，1克；1莫耳中子，1克。
- 12克碳12(12C)所含的原子數。
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℃上升至15.5℃之所需之熱量。
- 能量諸形式：
- 動能：1/2*m*v2
- 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。
- 質能：mc2，C為光速。
- 電能：電壓(電位差)*電量=功率*時間
- 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
- 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。
導出單位
- 力：牛頓(N)，將一公斤質量的物體，每秒增加速度一米的力。
能量轉換練習
- 同學舉例並討論。
- 小小計算練習。動能的公式為：動能=1/2*質量*速度2，能量單位為焦耳、質量單位為公斤、速度單位為:公尺/秒，請求下列三顆球的動能：
- 一公斤的壘球，速度每秒一公尺。
- 兩公斤的鐵球，速度每秒一公尺。
- 一公斤的棒球，速度每秒兩公尺。
- 一公斤的壘球動能為2焦耳，求此球的速度。
溯溪/攀岩/垂降
- 日期：2014.09.10(三)上午9:00~下午4:00
- 地點：新北市三峽區插角國小
- 指導教練：蔡志昌教練
集合、解散時間地點
- 集合時間：2014.09.10(三)上午8:00
- 集合地點：捷運永寧站1號出口
- 解散時間：約下午4:30
- 解散地點：捷運永寧站
出席人數與分組
- 人數統計
- 學生：21人(施馨檸、范鎮鈞請假)
- 老師：4人
- 家長：2人
- 分組(依腰圍大小略分)
- 張繡蕾、楊京典、曾明哲、柯欣妤、張子宜、蔡依緁、子宜爸爸(君溥)
- 施雅敏、黃玟淇、李彥廷、李哲寬、柯智懷、邱申晴
- 游士賢、丁禾、沈昀羲、陳又甄、莊惟智、陳思諭、施棋澧
- 丁丁、洪仁益、劉國安、謝酲洊、溫書桓、葉奕宏、惟智爸爸(旻龍)
交通
- 請家長協助從捷運永寧站接駁到三峽插角國小，約40分鐘車程。
- 可協助接駁需確認的家長
- 申晴家(可載10人)：邱申晴、陳又甄、沈昀羲、陳思諭、柯欣妤、丁禾、丁丁
- 子宜家(4人)：張子宜、柯智懷、李彥廷、張繡蕾
- 奕宏家(4人)：葉奕宏、楊京典、劉國安、李哲寬
- 惟智家(4人)：莊惟智、溫書桓、洪仁益、謝酲洊
- 雅敏車(4人)：黃玟淇、蔡依緁、曾明哲、游士賢
- 施棋澧自行前往
用餐
- 鱷魚組
- 丁丁：和風咖哩飯定食
- 丁禾：日式壽喜飯定食
- 黃玟淇：日式壽喜飯定食
- 蔡依緁：日式壽喜飯定食
- 溫書桓：日式豬排定食
- 洪仁益：日式豬排定食
- 謝酲洊：素食
- 海龜組
- 施雅敏：和風咖哩飯定食
- 葉奕宏：日式壽喜飯定食
- 施棋澧：香脆雞腿排定食
- 李哲寬：日式壽喜飯定食
- 邱申晴：肉絲炒麵
- 陳又甄：香酥雞排定食
- 沈昀羲：香酥雞排定食
- 飛龍組
- 張繡蕾：和風咖哩飯定食
- 柯智懷：香酥雞排飯定食
- 莊惟智：香脆雞腿排定食
- 李彥廷：和風咖哩飯定食
- 楊京典：日式豬排飯定食
- 陳思諭：和風咖哩飯定食
- 柯欣妤：什錦湯麵
- 楓凜組
- 游士賢：和風咖哩飯定食
- 張子宜：和風咖哩飯定食
- 劉國安：香脆雞腿排飯定食
- 曾明哲：和風咖哩飯定食
- 家長
- 旻龍：素食
流程
| 時間 | 活對內容 | 地點 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 08：00 | 集合前往插角國小 | 捷運永寧站 | 學程老師 |
| 09：00 | 報到編組 | 插角國小綜合教室 | 教練 |
| 09：20 | 垂降基本知識與體驗 1.活動規則說明 2.器材介紹與示範 |
插角國小垂降場 | 教練 |
| 10：30 | 攀岩基本知識與體驗 1.活動規則說明 2.器材介紹與示範 |
插角國小攀岩場 | 教練+老師 |
| 12：00 | 用餐+小憩 | 插角校園 | 自備午餐 |
| 13：00 | 溯溪基本知識與體驗 1.活動規則說明 2.器材介紹與示範 |
插角溪流(大豹溪支流) | |
| 15：30 | 回饋與分享 | 搭校車到三峽者先離開 | |
| 16：00 | 泡湯 | 大板根森林遊樂區 | 自由參加 |
- 活動內容以當天氣候及環境、學生的行動力再行決定內容的深淺度…
當天穿著
- 短袖
- 長褲(勿太薄或易吸水的)
- 布鞋
- 長頭髮的同學要將頭髮紮起來
攜帶物品
- 換洗衣服一套
- 大浴巾一條
- 小毛巾一條
- 可以下水的鞋子(布鞋)
- 大人襪子一雙(套在鞋子外面，可以當作簡易溯溪鞋)
- 遮陽帽
- 水壺
- 小點心
- 午餐(申晴爸爸請客)
- 拖鞋或涼鞋
- 泳衣泳帽
- 裝濕衣服的塑膠袋
連絡人
- 邱琍貞(申晴媽媽)
- 蔡志昌教練
備註
- 本次活動場域為插角國小免費提供~請以尊重的心對待此環境生生存的所有動植物昆蟲(教練強調：如有人刻意破壞或殺生，即取消本課所有課程體驗活動)
- 本次活動帶領者蔡志昌教練為專業級教練，免費為六年制學程師生上課，故請尊重教練並隨時聽從教練的指導
- 活動進行前請分四組(內含一位老師)，請依照腰圍相同者一組(因應裝備需求)
- 活動開始後，教練會使用活動代幣；學員可依照課程進行中的態度語學習力，將給予代幣，代幣為之後所有活動與體驗課程的費用(例如：上廁所10元、體驗課程100元……)，提高學員參與的興趣及動力(另實施：冷板凳條款→如活動過程中違規者，請排最後一個)
