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例 2.
五位同學談到他們最敬佩的科學家在近代物理上的貢獻:
甲同學說:「普朗克首提量子論,完整解釋黑體輻射能量分布的實驗結果,開啟近代 物理研究之門」
乙同學說:「拉塞福由α 粒子的散射實驗,發現了原子核內的中子與質子,使人類對 原子核結構的了解更為深入」
丙同學說:「侖琴發現 X 射線,對近代科學的發展及醫學上的應用,貢獻極大」
丁同學說:「波耳依據德布羅意的物質波假說,提出氫原子角動量與能量的量子化,
使人類對原子結構的了解跨進一大步」
戊同學說:「愛因斯坦不但以光量子說完美解釋光電效應的實驗結果,又提出相對論,
開啟近代物理的新頁」
以上五位同學的談話內容,正確的為哪幾位?
(A)僅有戊 (B)僅有甲、丙 (C)僅有甲、丙、戊 (D)僅有甲、乙、丙、戊 (E)甲、乙、丙、丁、戊
(100 學年度指考)
參考答案:C
測驗目標:1d 知道重要科學史的發展歷程 測驗內容:選修物理 電磁現象二與量子現象
PKd-Ⅴa-3 普朗克分析黑體輻射現象,提出量子論之解釋。
PKd-Ⅴa-6 拉塞福提出正電荷集中在核心,電子分布在外的原 子模型。
PKd-Ⅴa-2 X 射線比起可見光來能量較高、波長較短,可用來 分析晶體結構,並且有許多其他的應用。
PKd-Ⅴa-7 波耳假設角動量的量子化,提出氫原子模型,成功 解釋氫原子光譜。
PKd-Ⅴa-5 德布羅意提出物質波理論:物質都具有波與粒子的 二象性,並經實驗驗證。
PKd-Ⅴa-4 愛因斯坦分析光電效應,提出光量子論。
說明:
此題測驗考生近代物理發展的歷史中,對每位科學家與其貢獻是否有正確認識。
1. 各同學說明如下:
甲:普朗克藉由假設E nh= 數學式,完全吻合黑體輻射實驗數據,其中n 為量子數,
h 為普朗克常數。說明正確。
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乙:拉塞福由α粒子的散射實驗,發現正電荷聚集在稱為原子核的極小範圍內,並 未發現中子與質子。說明錯誤。
丙:侖琴因發現X 射線,而獲得第一屆諾貝爾物理學獎的殊榮。X 射線的穿透力很 強,在醫學界引起了重視。X 射線的產生,是因為陰極射線的電子流高速射入 正極靶內的物質時,由於帶電荷的電子瞬間減速,所放射出來的高頻電磁波。
說明正確。
丁:德布羅意利用波耳的氫原子模型,再以物質波數學式得到定態的電子,其物質 波形成駐波。駐波的能量存在波動的區域內,這正對應於電子可以保持在定態 軌道上運動的解釋。說明錯誤。
戊:愛因斯坦之光量子理論,當原子放出或吸收光的能量時,是以整個光子的能量 來轉移,而光強度代表光行進路徑上,單位時間內通過單位截面積的光子數目。
若光子的頻率高於底限頻率,使得電子能克服金屬的束縛而逸出,即使入射光 的強度低,仍立即有光電子的產生,因為入射光子數目少,使得光電子的數目 也少,解釋了光電效應實驗結果。說明正確。
2. 綜合上述分析,本題正確答案為(C)。
例 3.
下列有關熱的敘述何者正確?
(A)當兩物體接觸時,熱量必由溫度高的物體流向溫度低的物體 (B)互相接觸的兩物體在達到熱平衡後,必含有相同的熱量 (C)溫度高的物體比溫度低的物體必含有更多的熱量
(D)物體吸收熱量之後,其溫度必會升高 (E)熱為能量的一種形式,且可完全用來作功
(改寫自100 學年度指考)
參考答案:A
測驗目標:1a. 知道基本的物理名詞、定義及現象
1b. 知道基本的物理規則、學說、定律及原理
測驗內容:必修物理 PBb-Ⅴc-4 由於物體溫度的不同所造成的能量傳遞稱為熱。
PBb-Ⅴc-2 實驗顯示:把功轉換成熱很容易,卻無法把熱完全轉 換為功。
說明:
測驗考生對於「了解熱平衡中能量的傳遞;透過作功可以輕易地把能量轉換成熱,
卻無法把熱完全用來作功」物理原理的認識。
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1. 各選項說明如下:
(A) 根據熱平衡定義:當兩個溫度不同的物體欲達成熱平衡時,熱量必由高溫物體流 向低溫物體,當溫度相同時,即達到熱平衡狀態。正確選項。
(B) 達成熱平衡時,兩物體的溫度相同,但兩物體所含的熱量不一定相同。錯誤選項。
(C) 溫度高低所代表的是物體的冷熱狀態或分子平均動能的大小,並不代表物體所 含熱量的多寡。錯誤選項。
(D) 不一定,吸收的熱量可能發生狀態的改變,而狀態改變時,溫度維持不變(例如:
0 C 的冰吸熱後轉變成o 0 C 的水)o 。錯誤選項。
(E) 熱能為能量的一種形式。能量轉換中能輕易轉成熱能,卻無法將熱能完全用於作 功。例如:核能發電是將核能→熱能(液態水轉成水氣)→電能(水氣帶動渦輪 機發電),仍有熱能散失。錯誤選項。