Transcript 為什麼要學物理？

1. MEASUREMENTS
Dept. Phys., Tunghai Univ.
為什麼要學物理？為什麼要研究物理？
衝破知識的高牆，調查宇宙的真相
物質的基本組成是什麼？
物質間的交互作用是什麼？
測量
人是萬物的尺度。
Protagoras (490~420 B.C)
訂定基準：Standard
與基準比較：Comparison
基本的測量與單位
Length: Meter
Time: Second
Mass: Kilogram
Mass: Another Definition
It is the carbon-12 atom, which, by international agreement, has been assigned a
mass of 12 atomic mass units (u). The relation between the two units is
幹嘛搞得這麼複雜？

因為測量必須…..

怎麼量?
 跟誰去量無關
 跟在哪裡量無關
 跟在什麼時候量無關
 定義一個「單位」，作
為測量的基準
 將帶測量的量與此基準
比較，訂出其倍率

看起來很合理，不過得
在特定的前提下才會成
立
Isaac Newton: 1642~1727




The space is homogeneous
（空間是均勻的）
The space is isotropic（空
間是均向的）
The time is homogeneous
（時間是均勻的）
The time is isotropic（時間
是均向的）
這是什麼碗糕？
數量級：Order of Magnitude

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
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將數字以科學記號表示 A=
a×10b, A的數量級 O(A) = b
A=2.5×103, B=8×10-6, O(A)=3,
O(B)=-6
由於「數量級的概念」只是要概
略估計數字的大小，以上面的例
子B=8×10-6 ~10-5, 所以說 O(B)=5 也是對的
費米：一個物理學家不管處理多
困難的問題，都應該能在一個信
封的背面算出答案的數量級
Enrico Fermi 1901~1954
1938 Nobel Prize
100
10-15
10-2
10-9
10-4
10-7
30m
40m
10-5
10-10
10-1
Taipei 101: 508m
10-8
10-3
18m
Sun ~ 109 m
Galaxy ~ 1021 m
or 100000 Light Year
Taiwan: 105m
Earth ~ 107 m
Solar System ~ 1013 m
Virgo Cluster ~ 1023 m
Or 10 M Light Year
Not exact, but good enough
It is the carbon-12 atom, which, by international agreement, has been assigned
a mass of 12 atomic mass units (u). The relation between the two units is
SI 制：現行國際標準單位系統
Changing Units


Use “chain-link conversion”
Example:
 1hr/3600sec
=1
 1kilometer/1000meter = 1
 Any quantity multiplied by these “1” won’t be changed
 Convert 300km/hr to the unit of m/sec:
300 km / hr 
300 km
1hr

1hr
3600 sec

1000 m
1km
 83.3 m / sec