有關一些物理,日常會用到的問題!!

Question

1.目前科學家相信宇宙中存有四種作用力,請問是哪四種??各有何特性??有什麼相關之定律??請詳述之。

2.在能量傳遞過程中,保存能量的方式有很多種,其中"共振"是一種很好的方式,請問在物理學中,共振的定義為何??此共振可以應用在日常生活上哪些方面??但也有要避免共振的情形,像什麼??

3.平衡是一種非常重要的概念,物理學上平衡狀態的定義為何??應用在化學上、生態上、經濟上、日常收之上,以及身體健康上,請各舉一例說明之。

4.夏天一到,經常有雷雨,請仔細思考,並回答下列問題:
   (1)閃電是如何發生的??
   (2)閃電的電壓、放電的能量,大約有多大??
   (3)何謂尖端放電??
   (4)避雷針的設計原理為何??
   (5)如何避免雷擊,以減少生命及財產的損失??(依在室內.室外情形詳述之。)

天之心-感恩大家-阿彌佗佛 · Accepted Answer

4.
(1)閃電，一般最常發生於雷雲(thundercloud)之中，它是閃電的最大製造者，除此之外，閃電也出現於暴風雪(snowstorm)、沙暴(sandstorm)和位於噴發中火山(erupting volcanoes)之上的雲中；閃電也曾發生於晴朗的藍天，因而有晴天霹靂一詞。無論如何，雷雲與閃電有著最密切關係的。以下本文將逐一介紹雷雲的形成與種類，閃電的過程與閃電產生的光電現象。
(2)在談閃電之前，我們先定義幾個名詞，首先是“一個閃光”(a flash)，這是一整個放電過程(total discharge)，時間約可持續0.2秒，一次閃電是由多個閃光所組成。一個閃光又可由三至四個稱為“一擊”(a stroke) 的放電單元所組成，每一擊持續的時間約為幾十個毫秒(millisecond)。而每一擊是由一個光度較弱的先遣放電過程(predischarge)，稱為“先導過程”(leader process)與伴隨而來的回擊(return stroke)所構成。先導過程是由雲層傳遞至地面；先導過程之後是一個快速的、高亮度由地面傳播至雲層的回擊(return stroke)。每次閃光的第一擊，其先導過程稱為“階梯先導”(stepped leader)。階梯先導開始於雷雲下半部之負電區與底部的零星正電區之間局部的電崩潰(electrical breakdown)，這使得原先存在於冰粒或小水滴上的電荷更加活潑(mobile)，最後雲底的負電荷產生了足夠的電場，可以開闢一條通路到達地面，這個通路稱為階梯先導（圖三）。

圖片參考：http://sprite.phys.ncku.edu.tw/new/other/lightning/Image/figure3.GIF

 
圖三、階梯先導。[取自K. Berger and E. Vogelsanger, Bull. SEV. 57 1-22 (1966).]

        每個階梯（step）約長50公尺，階梯與階梯之間，間隔約50微秒(micro second)，接著下一個階梯產生。階梯先導一般的平均速率為1.5105公尺/秒，約為光速的兩千分之一。若雲底的高度是3公里，那麼階梯先導從雲到地面將花20毫秒的時間，其平均電流約為數百安培，這路徑的半徑約在1到10公尺，將傳遞約5庫侖的電量至地面。 
http://sprite.phys.ncku.edu.tw/new/other/lightning/lightning.htm
(3)
在強電場作用下，物體表面曲率大的地方(如尖銳、細小物的頂端)，等電位面密，電場強度劇增，致使它附近的空氣被電離而產生氣體放電，此現象稱為電暈放電。而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產生氣體放電的現象。故要觀察尖端放電的現象，除了要有夠高的電壓外，還必須有適當的形狀配合，才容易做到。
http://www2.nsysu.edu.tw/sysuchem/expt/life/bmovie/mstati.htm
(4)
人類為了避免雷擊的災害，就在較高大突出的建築物上裝了「避雷針」。避雷針的一端是尖尖的，因為尖的這一端有吸電的特性，可以把天空中漫無目標的電緩慢的吸引下來而逐漸中和，使雲層裡的電量減少到最低的程度。這樣一來，雲層和大地之間就不會發生雷擊的現象了。
避雷針的構造可分為「突針」、「避雷導線」、「接地電極」三大部分。

圖片參考：http://www.bud.org.tw/images/hotball.gif
 突針
避雷針本身是一支上端尖銳的銅棒，直徑約一點二公分左右。每一支避雷針，都有一定的避雷保護範圍，如下圖所表示的，是以針尖向下角六十度所形成的圓錐體範圍為安全面積。

圖片參考：http://www.bud.org.tw/Hu/images/essay37-05.gif

http://www.bud.org.tw/Hu/essay37.htm
以上簡單回覆第四題的答案

阿信 · Answer

小蟲弟：
你騙人! 這些問題日常根本不會用到!
 
基本作用力
http://www.shs.edu.tw/works/essay/2006/10/2006103018341996.pdf 
google搜尋「四種作用力」的第二項
 
你的這些問題 在google搜尋
都能夠找到答案! 自己先找過吧XD
 
阿信~

有關一些物理,日常會用到的問題!!

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