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物理 教學講義 鄭振宗 2008年9月 Ch1. 緒論 (Introduction) ◎ 物理 (Physics) ◎ 物理量: 由 數字 及 單位 組成, (例如: 身高169.5 cm (長度), 體重65.0 kg (質量) ◎ 公制單位: SI (Système International) 為標準單位(重要的基本單位: 物理量 SI 單位 定義 質量 (mass) kg, 公斤 (kilogram) 1. 保存在法國賽弗爾 (Sevres) 國際度量衡局的一個鉑銥合金圓柱體的質量, 為1 kg 2. 碳 (12C) 原子的質量為 12 u, 而 1 u = 1.66×10–27 kg 時間 (time) s, 秒(second) 銫 (133Cs) 原子輻射振盪 9,162,631,770 次的時間為1 s 長度 (length) m, 公尺meter 光在 1/299,792,458 秒內前進的距離為 1 m ※SI單位的定義仍在修改中, 必威体育精装版定義請參考: /en/si/base_units/ ◎ 科學記號 (Scientific notation) 與 10進位的乘冪字首 (prefix) 以 科學記號 表示物理量: (例: 地球的半徑為6370 km = 6.37 ×103 km = 6.37 ×109 m 10進位的乘冪字首, 也稱為 SI prefix 或 metric prefix 10的冪次 字首(prefix) 修飾單位的符號 範例 1012 tera-, 兆 T THz, tera-hertz 109 giga-, 吉 G GPa, giga-pascal 106 mega-, 百萬 M MΩ, mega-ohm 103 kilo-, 仟 k kg, kilo-gram 10–2 centi-, 厘 C cm, centi-meter 10–3 milli-, 毫 m ml, milli-liter 10–6 micro-, 微 μ μA, micro-ampere 10–9 nano-, 奈 n nm, nano-meter 10–12 pico-, 皮 p pF, pico-fara 資訊科學中的二進位prefixes定義 (例如gigabyte, 或 megabits) 並不相同, 請參考以下網址: /wiki/Binary_prefix ◎ 單位換算:(例: 棒球的速度為144 km/h, 相當於多少 m/s?Sol ◎ 有效數字 (significant figures, 或 significant digits) 物理量精確度的極限, 可以用有效數字表示 (例: 169.5 cm, 共有4位有效數字, 最末位不確定 65.0 kg 共有3位有效數字, 而65 kg只有2位有效數字 1200 m 的有效數字不確定, 但是, 1.20 km的有效數字有3位, 最末位不確定 物理量經過加、減、乘、除運算後, 其 有效數字 取至 受誤差影響 位數 (1)加法: (例: 某人體重65.0 ± 0.05 kg, 喝下水 0.330 ± 0.0005 kg後, 體重變為多少?Sol (65.0 ± 0.05) + (0.330 ± 0.0005) = 65.33 ± 0.0505 ( 6.53 ± 0.05 Ans: 6.53 kg (2)減法: ※加減法的有效數字, 由絶對誤差之和 () 決定「最後一個準確位」 (3)乘法: (例: 汽車以速度12.0 ± 0.05 m/s行駛3600 ± 1 s, 行駛距離為何? Sol (12.0 ± 0.05)×(3600 ± 1) ( 43200 ± 192 m = 43.2 ± 0.192 km Ans: 43 km誤差來源分析?: , 故 時間誤差為15/3600 ( 0.028%, 對 行駛距離 的影響較小 速度誤差為15/3600 ( 0.42%, 對 行駛距離 的影響較大 (4)除法: ※乘除法的有效數字, 由相對誤差之和 () 決定「共有幾個有效位」 ◎希臘字母 Cited from: 國立聯合大學語文中心, 08/glossary/latin/latin.php ◎計算機的使用 (以CASIO fx-350MS為例): (1) 加減與乘除混合運算(例: 求右圖的面積算式: 5×14 + (6 + 14)×4/2 = 110 Ans: 110 m2 計算機: 5 14 6 14 4 2 110 (2) 科學記號 與 10進位的乘冪字首(例: 求1 mol電子的質量共多少克? (me =