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更新時間: 2008/03/27 下午 07:30:32
 標題
應用

1.平面鏡:浴室、化妝台的鏡子;舞蹈教室的鏡子。

2.凹面鏡:汽機車頭燈、手電筒的燈、點燃聖火的反射鏡。

3.凸面鏡:自拍鏡、後視鏡;巷口、山路轉彎處的反射鏡。

4.凸透鏡:遠視眼鏡、放大鏡、顯微鏡、天文望遠鏡。

5.凹透鏡:近視眼鏡、折射式望遠鏡。

 

電磁波》Q&A︰紅外線、微波 有何用處?          【記者李名揚、郭錦萍】

Q︰為什麼微波能讓我們打行動電話,又能快速加熱食品?可不可能有人傳送訊息,就把周圍都煮熟了?

為了避免干擾最大量的通訊電波,分給其他領域如工業、醫學等應用的微波頻率,都有規定頻率,國際規定家用微波爐的波長為122毫米,對應頻率為2450MHz。

微波→通話加熱

紅外線→夜視空拍

微波能輕易穿透絕緣物體,但遇到有水份的食物,便會使水分子和它一起振動,強烈振動的分子與分子互相摩擦,從而產生熱量。水分子在微波中每秒振動24.5億次,因此微波加熱食物能夠很快煮熟。

台灣的高速公路電子收費第一階段是由紅外線系統贏了微波系統,有趣的是,在食物加熱的領域,兩者也各有擅長;微波加熱是深入內部加熱,但紅外線是表面加熱。所以想吃冷凍食品最好用微波爐,但若想吃外脆內軟的烤肉或烤鰻,就得靠紅外線爐火(包括炭火)了。

其實只要物體有溫度,就會放出紅外線。紅外線的應用最早是用在一次世界大戰的空拍圖,後來逐漸發展出具夜視功能的各種工具;大家常在電影看到的紅外線夜視鏡,就是利用物體釋出的紅外線,透過「光電變換器」產生電流,再由電流產生可見光,於是黑暗中物體在鏡中就現形了。

行動電話和微波爐,都是微波產物,但頻率差很多,應該不會因為多打手機就把腦袋煮熟了;不過兩者都是電磁波,是否對人體會造成影響,學界至今仍無定論。

結帳、停車費… 商機無限

ETC競爭激烈,是因為不論是紅外線或微波技術,不只應用在高速公路收費,還有更多應用商機正在形成。

交通大學運輸研究中心主任王晉元表示,紅外線系統最大的市場是停車場的小額收費;只要系統能整合,就可以在進出停車場時,自動計時扣款,不必再排隊取卡、繳費。

中華大學工學院院長唐震寰則指出,美國已有連鎖超市研發用微波取代現在刷條碼的收費方式;因為微波不會被阻隔,只要把整車商品一起推過掃瞄區,接收器就可自動算出總價。

此外,已有醫院開始在病人手腕上貼上微波接收器,護理人員就可據此確認病人用藥、對那些藥物敏感。

【2006/03/17 聯合報】        回標題

 

鑑定古物》考生必看︰三原色 年份鑑定要搞懂                【聯合報/記者李名揚/報導】 2007/01/17

物理補教老師張鎮麟表示,鑑定古物主要是看顏料、材質反射光線的情形,顏料、顏色是大學學測自然科的常考題,指考物理則會考更古老的木乃伊、陶器如何利用元素放射性來鑑定年份。

張鎮麟指出,顏色分為光的顏色、顏料顏色和物體本身顏色3部分,光的三原色是紅、綠、藍,可組合成各種色光,合起來是白光;顏料三原色則是紅、黃、藍,合起來是黑色。

學生要知道透明體和不透明體如何斷定顏色,透明體例如紅色透明磚,用白光照射,會讓紅光透過,而把其他色光擋住;但若用綠光照射,就通不過,容易讓人誤以為是黑色。

紅紙則是在太陽光下,會反射紅色光,所以看起來是紅色;但若用綠光照射,就不會反射,看起來就變黑色。另外,彩虹、彩霞都是太陽光散射的結果。

古物鑑定有時會用到紅外光,張鎮麟說,和紫外光一樣,兩者都是「不可見光」。紅外光波長長,繞射效果好,有熱效應,不能照太久,會吸熱過多;紫外光則是波長短,散射效果好。

92年學測/自然

44.法國畫家莫內(Monet)與塞拉(Seurat)發展出來的印象派畫法,畫像所要展現的色彩與明暗,並不是先在調色盤上將顏料調成所需顏色,然後再畫上去的,而是將不同顏色的細線條或小點,密集畫在一起,利用反射的各種色光合成的。如果稱他們的畫法為「甲畫法」,而先將顏料調成所需顏色再畫上去者為「乙畫法」,則下列有關甲與乙兩種畫法的敘述,何者正確?(應選二項)
(A)以甲畫法完成的畫,當觀賞者距離畫像太近時,會較難看出其顏色效果
(B)以乙畫法完成的畫,其顏色效果會隨觀賞者與畫像的距離,而有顯著變化
(C)使用黃(略帶綠)與藍(略帶綠)兩種顏料作畫,在遠處觀看時,甲畫法可得到較明亮的綠色
(D)只使用紅、綠、藍三種顏料作畫時,乙畫法可比甲畫法展現更多的顏色變化
●正確答案:A、C

【2007/01/17 聯合報】 回標題

 

 

電磁波》物理考題 常考都卜勒效應                 【記者李名揚、郭錦萍】

物理補教老師張鎮麟和地球科學補教老師鄧聞表示,大學學測自然有時會考不同電磁波與波長的關係,以及使用不同電磁波的太空望遠鏡的差異,指定科目考試物理則會考「都卜勒效應」。

常見考題︰電磁波顏色 太空望遠鏡差異

張鎮麟指出,學測愛考生活中應用的題目,顏色是常見考題,包括可見光範圍大約是波長400奈米到800奈米的電磁波,接近400奈米的是紫色,接近800奈米的是紅色,以及三原色成像道理。

張鎮麟說,高中物理只教到可根據波長分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線,所以比較可能出閱讀題,考觀念。

地科則有教到地面望遠鏡使用可見光和無線電波,鄧聞表示,這是因為紫外線會被臭氧層吸收,紅外線和微波則會被水蒸汽、二氧化碳等溫室氣體吸收,不過太空中的哈伯望遠鏡就可做全波段觀測。這類型題目在學測很常出。

發出電磁波的物體,互相接近或遠離,就會產生「都卜勒效應」,是指考物理的常考題,大約2、3年就會考1次,張鎮麟指出,宇宙擴張造成星球間距離變遠,地球上接收到的光波頻率下降,因此顏色偏紅,這種「紅位移」就是都卜勒效應所造成;不過在地球上,由於物體移動速度都比光速慢太多,都卜勒效應極小,所以多數是考聲速,而且會考計算題。由於最近3年都沒考,所以這1、2年出題機會應該很高。

91年指考/物理

16.一聲源發出頻率為60Hz的聲波,此聲源沿x軸正方向以40m/s做等速度運動,在時刻t=0.0秒與t=7.0秒發出的聲波,經靜止空氣傳播,分別於時刻t=3.0秒與t=9.0秒時,到達沿x軸以等速度v運動的聽者。若空氣中的聲速為340m/s,則下列敘述,何者正確?(速度v之正、負,分別代表聽者沿x軸正、負方向運動)
(A)聽者的速度v為15m/s
(B)聽者的速度v為-20m/s
(C)聽者聽到的聲音頻率為70Hz
(D)聽者聽到的聲音頻率為75Hz
(E)聽者聽到的聲音頻率為80Hz
正確答案:C

94年學測/自然

47.我們眼睛的視網膜中有三種辨色視覺細胞,其感光中心波長分別約為600奈米(紅光)、550奈米(綠光)、450奈米(藍光)。下列何者可以造成黃色的視覺?(應選兩項)
(A)500奈米的色光
(B)580奈米的色光
(C)650奈米的色光
(D)等量的450奈米與550奈米的色光混合
(E)等量的600奈米與550奈米的色光混合
正確答案:BE

【2006/03/17 聯合報】        回標題

電磁波》辨車扣款 ETC大不同        【記者李名揚、郭錦萍】

高速公路電子收費系統主要包含四個部分:車輛辨識、車輛分類、顧客服務以及違規執法。

首先,當車子開進收費站,ETC得先知道這車是誰的,好向車主收錢。

標籤、車上機、影像辨識、汽車定位… 有好有壞

早期的車輛辨識是用車外貼的條碼,就像在超級市場結帳一樣。目前的ETC車輛辨識用的是「無線射頻辨識技術(RFID)」,每部汽車必須裝一個「應答器」。汽車通過收費站時,ETC就透過收費站的天線發出無線電波,詢問汽車上的應答器「你是誰?」應答器回應「我是XXX」。知道你是誰,就可以扣款了。多數的門禁系統、悠遊卡等,都是類似的原理。

跟超級市場的條碼相比,RFID的讀取可靠度高得多,而且能夠在高速下被讀取。但是,最大的缺點是要在車上裝置「應答器」,應答器也有好幾種,簡單的話就只是一張RFID的「標籤(Tag)」,應答器內建在裡面,就像一張門禁卡或是悠遊卡,美國許多ETC用的就是這一種,成本較低,但是只能扣款。

國內建置的ETC選擇的是兩件式配備(車上機OBU加上IC卡),可提供個人化服務及支援「智慧型」運輸系統應用,但成本比較高,這也是目前國內ETC爭議的焦點。

當然還是有一些不需要使用應答器的自動車輛辨識方法,像是加拿大多倫多使用的ETC,用一個相機抓下汽車通過收費站時的影像,牌照的號碼再用軟體做影像辨識,汽車本身不需要加裝任何設備,缺點則是這樣的辨識錯誤率頗高。

最新的ETC採用「汽車定位」技術,即結合電子收費和衛星定位技術,完全不需要地面基礎建設,由GPS做車輛定位與追蹤,每部汽車走過的路徑都可完整記錄。這種以GPS為基礎的ETC在歐洲的奧地利、丹麥、英國、德國和香港,都已開始研究與測試。

【2006/03/17 聯合報】        回標題

 

黑色素退散》考生必看︰生活上的雷射光      【聯合報/記者李名揚/報導】2007/02/07

物理補教老師張鎮麟表示,雷射光有良好準直性,應用面很廣,是未來大學學測要注意的概念;生物補教老師游夏說,不同地區人類皮膚中黑色素的量不同,是長久演化的結果,學測、指考都可能出題。

張鎮麟指出,雷射光能穿透皮膚(物理上稱為繞射),是因為雷射光的波長,比皮膚分子的「特徵尺寸」短;而黑色素會在照到雷射光後,振動發熱,則是因為雷射光波長和黑色素分子的特徵尺寸相當;若光線(不只雷射光)波長比物質的特徵尺寸大,就會反射。

張鎮麟說,雷射光的特性是單頻寬、良好準直性及能量集中,應用層面很廣,包括讀取條碼、CD、DVD等,前兩年指考數學寫到「李探長用雷射光」,就是利用雷射光的準直性;由於高中九五暫綱基礎物理的「現代科技」中有提到,所以九十八年學測會開始考這些生活概念。

游夏表示,不同人種膚色不同,是長期演化造成皮膚中黑色素量不同。在日照強烈的熱帶地區,人類要有較多黑色素來吸收太陽光,減少陽光中紫外線對皮膚的傷害;寒帶地區人類黑色素較少,比較怕曬太陽,皮膚吸熱較慢,必須長出濃密體毛來保暖。

93年指考/數乙

【2007/02/07/聯合報】       回標題

 

矩陣運算》考生必看︰矩陣指考愛 93年占22分             【聯合報/記者李名揚】2006/12/27

數學補教老師王良表示,矩陣在大學學測中較少出現,但指考幾乎每年都考,而且數學甲和數學乙都是這樣,尤其像93年數學甲,更一口氣考了22分,考生要特別注意。

王良指出,矩陣高二、高三都有學,高二是用矩陣解方程組,但因為也可用其他方法如加減消去法來解,考生也習慣用加減消去法來解,所以學測比較少考,但還是應知道用矩陣解方程組的方法。

指考數學乙考矩陣最常考乘法運算,因為比較複雜,而且對大學課程也比較有用,有時會和機率統計綜合出題。

指考數學甲則常考馬可夫鏈,王良說,這是指一件事若受好幾件不同機率的事件影響,每經過一次過程,總機率就會改變,經過好幾次過程後,總機率計算就很複雜,用矩陣來解就可簡化;他說馬可夫鏈可同時考機率和矩陣觀念,很容易出現。

94年指考/數學甲

【2006/12/27 聯合報】    回標題

 

DVD規格戰》95年指考/物理               【聯合報╱台北訊】2008/02/27

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