六年制學程/01/2013.09.27

出自六年制學程
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本單元所述，依據「標準模型」。

基本粒子

進階的講義

銅板上的一氧化碳，只能看見氧原子(放大一億倍)

守恆律

  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。

「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

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：
    檔案:CGKilogram.jpg
    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。
    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。

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。

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。

班務

  • 教育影展觀影準備
  • 校慶運動會報名
    1. 男、女 100 公尺
    2. 大隊接力： 20 人
  • 檢查作業
    1. 分組行動學習 plan 轉 PDF 放隨身碟
    2. 下週一報告準備進度
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