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教學與評量 自然科學測與基礎物理一教學 考試≠教學

教學與評量 自然科學測與基礎物理一教學 考試≠教學. 交大物理所 高文芳 gore@mail.nctu.edu.tw 0968-991081 http://www.nctu.edu.tw/~wfgore/talk. 圖片來源 知識是人類共有財富. 所有圖片取自 1. NASA 網站 mostly HST pictures 2. 許瑞榮教授講義 3. 物理學家照片取自 APS 等網站 4. 部分取自圖片附加說明網站 5. 如需轉載 請逕洽相關網站. 辯士的文化 如果教室像電影院. 沒有字幕前的辯士 字幕文化 眼觀四方 耳聽八面的觀眾

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教學與評量 自然科學測與基礎物理一教學 考試≠教學

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  1. 教學與評量自然科學測與基礎物理一教學考試≠教學教學與評量自然科學測與基礎物理一教學考試≠教學 交大物理所 高文芳 gore@mail.nctu.edu.tw 0968-991081 http://www.nctu.edu.tw/~wfgore/talk

  2. 圖片來源 知識是人類共有財富 所有圖片取自 1. NASA網站 mostly HST pictures 2. 許瑞榮教授講義 3. 物理學家照片取自 APS等網站 4. 部分取自圖片附加說明網站 5. 如需轉載 請逕洽相關網站

  3. 辯士的文化如果教室像電影院 • 沒有字幕前的辯士 • 字幕文化 • 眼觀四方 耳聽八面的觀眾 • 比原作更有創意 更有深度 • 辯士的生花妙嘴 比電影更有看頭 • 通識教育通常就是辯士發揮的舞台 • 黃春明 阿媽的地牛 • 教學是表演藝術 • 演義的哲學

  4. 給我五分鐘 我給你一個溫暖的家給我十分我給你一個浩瀚的宇宙

  5. 台灣100分，台灣的未來都滿分 • 交大物理所高文芳為台灣訂製的未來 2004.8

  6. 100個玉山疊羅漢正好和台灣南北長度一樣 玉山

  7. 地球直徑可以橫排100個台灣 台灣走一百步可以穿過地球兩極 地球的直徑(約12800公里)約為台灣腰部(約在大甲溪口到立霧溪口，距離約128公里)寬的100倍

  8. 100個地球 太陽裡可以排100個地球

  9. 太陽到地球一路可以排約100個太陽 太陽到地球的距離約為太陽直徑的100倍,叫做一個天文單位(AU, Astronomical Unit)

  10. 地球 0.15bn km 冥王星 5.9 bn km UB313 ~100AU 太陽系行星與太陽的距離有人認為是第10號行星的 UB313：與太陽的距離也差不多是地球與太陽距離的100倍

  11. 繞太陽的軌道半徑（38 ～97 AU）

  12. Oort Cloud 彗星與小行星的原鄉 OR 天堂老家 歐特雲 內緣~500*100 AU 1~2光年

  13. 比較正確的數字 • 地球赤道半徑約為6378公里 • 太陽半徑約為6.9599x105公里 • 地球到太陽平均距離約為149.598百萬公里 • 台灣南北長394公里，東西最寬約140公里，山脈縱貫南北，超過海拔3000公尺的高山約有200餘座（王鑫，1980）http://contest.ks.edu.tw/~river/know/2000know/active/active1.htm • 光速約為299,792,458 公尺/秒，一秒約可繞地球7圈半 • 太陽系最外圍為吳耳特塵帶[Oort cloud], 是彗星的原鄉, 距太陽約為50000~100000AU, 約略可記成1光年

  14. 開發新教材 • 我可以、你也可以 • 沒有巧合、沒有奇蹟 • 沒有事物不可原其理

  15. 新課綱、舊教材、新角度 二、物質的組成 2.5 hr 四、物質間的基本交互作用 3hr 八、量子現象 4hr 九、宇宙學簡介 2hr

  16. 通識教育 • 人 與 body • 統整教學 • 教室可以像電影院

  17. 學測是什麼 • 不是每個學生都要去考學測 • 繁星、推甄、指考三選一 • 免試與高中社區化 • 學測考什麼

  18. 物理是什麼什麼是物理誰創造宇宙學

  19. http://www.cec.mtu.edu/ csa/pegasus/einstein.jpg http://utopia.utexas.edu/ project/portraits/edison.jpg 愛迪生 與 愛因斯坦

  20. “Imagination is more important than knowledge.” Einstein (1879-1955) 2005世界物理年 http://www.usask.ca/geology/classes/ geol109and122/109_122_A/Eagle_nebula.jpg

  21. Julian Schwinger (1918-94)成功導師的典範 The Nobel Prize in Physics 1965 Richard P. Feynman (1918-88)

  22. http://research.microsoft.com/tuvaCornell lecturesin 1964

  23. Ed. Witten [1951- ]通識教育Fields Medal, 1990讓歷史系學生換跑道 Atiyah: 雖然他顯然是物理學家(從他的著作可知), 然而他主導數學的能力顯然少有數學家可以出其右, 他以數學描述物理觀念的能力也是近乎唯一. 其完美地運用物理直觀, 開創新而深入的數學的能力,一再令數學界嘆為觀止…. 布蘭代斯大學 (Brandeis) B.A. 1971 歷史系 Princeton M.A. 1974 /Ph.D. in 1976 Harvard 博士後 1976-77; Junior Fellow 1977-80 Princeton 物理教授 1980 MacArthur Fellowship 1982 高等研究院(Institute for Advanced Study) Professor in the School of Natural Sciences 1982 數學是科學之母 物理是科學之父

  24. Brandeis University 物理系

  25. The 2002 Nobel Prize in Physics Cylinder of 41.4m (Height) x 39.3m (Diameter) 50,000 tons of pure water 11,200 photomultiplier tubes (50cm each in diameter -the biggest size in the world) 岐阜県吉城郡神岡町（神岡宇鉱業　茂住坑　地下1,000m) http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp /sk/photo/sk_build44.jpg 所有大型實驗原始目的皆未達成， 但是，都找到更好的。

  26. Everything is physics • 舉目所見 皆是物理 J. Schwinger • Matter Physics 物質物理 • Bio-Physics生命物理 • Social Physics社會物理 • [孔德 Auguste Comte, 1798-1857]

  27. Social Physics

  28. 星光的偏折效應1.75秒弧 A.S. Eddington 1882-1944 Chandraseka 1910-1995 and white dwarf Nobel Prize, Physics (1983) http://www.th.physik.uni-frankfurt.de/~jr/physpictheo.html

  29. Georg Friedrich Bernhard Riemann, 黎曼 (1826-1866) • 生於德國漢諾威 (Hanover) • 分析與幾何、空間觀念與方法 • 25歲得到哥廷根的博士學位 • 兩年後提出論文〈On the representation of a function by means of atrigonometrical series〉申請哥廷根的（無給）講師職位， • 1854年在偉大的高斯面前發表就職演說〈On the Hypothesis that forms the foundation of Geometry〉。 • 在這篇演說中，黎曼為此後一百五十年的微分幾何大業指出了方向，立下了基礎，論文的本身不僅是個數學史上的一篇傑作，並且在表達上也是一個典範。

  30. 凡所有相 皆是虛妄若見諸相非相 即見如來 Equivalence Principle 所有座標系統都是等價的 所有生命 萬事萬物 都是等價的

  31. 命題技巧與學測目標 讀圖、表 讀數據 閱讀能力測驗 理解力測試 學物理的目的是要了解 生命的意義與目的

  32. 68. 圖22-24 分別是昴宿星團、仙女座大星系M31、天琴星座的影像。下列選項何者正確？ (應選二項)

  33. 68. 圖22-24 分別是昴宿星團、仙女座大星系M31、天琴星座的影像。下列選項何者正確？ (應選二項) • (A)仙女座大星系M31屬於銀河系， 是三者中最大的系統 • (B)仙女座大星系M31不屬於銀河系， 是三者中最大的系統 • (C)昴宿星團屬於銀河系， 是三者中最大的系統 • (D)昴宿星團不屬於銀河系， 是三者中最大的系統 • (E)天琴星座中， 肉眼可見的恆星都屬於銀河系

  34. 恆星會依數量多寡組成星座、星團與星系等較大型的結構，而且在地球上觀測到的亮度會隨距離平方成反比，因此距離太遙遠的星體一般來說都不容易用肉眼觀測到。一般而言，相鄰的恆星與恆星之間的距離約在數光年之譜，相鄰的星系與星系之間的距離約為百萬光年之譜。圖2所示分別是 (1)由數量相當多的恆星組成的A星團、(2)與我們鄰近的B星系、(3)由6顆主要恆星所組成的C星座的影像。下列選項何者正確？ (應選二項) [2d,3b,3c] • B星系屬於銀河系，是三者中最大的系統 • B星系不屬於銀河系， 是三者中最大的系統 • A星團屬於銀河系，是三者中最大的系統 • A星團不屬於銀河系，是三者中最大的系統 • (E) C星座中，肉眼可見的恆星都屬於銀河系

  35. 電影「阿凡達」的拍攝方式是在真人演員身上黏貼動作感測器， 再將訊號傳輸到電腦中的虛構角色來模擬其動作。其實動畫電影或電玩遊戲中的角色動 • 作也可利用運動方程式， 再經電腦計算來模擬。現欲設計手臂、長髮辮子等部位來回的自然擺動，示意如圖16。 • 下列方程式哪一項最符合自然擺動時， 手臂角度q 隨時間t 的變化？ （ a 、b 皆是定值） • q = at +b • q = a t +b • q =a sin(b t) • (D) q =at +b • (E) q =a log(b t)

  36. 避免問何者不正確？ 夢溪筆談宋沈括 (1033-1097)。 卷二十四 雜誌一 方家以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。水浮多蕩搖。指爪及碗唇上皆可為之，運轉尤速，但堅滑易墜，不若縷懸為最善。其法取新纊中獨繭縷，以芥子許蠟，綴于針腰，無風處懸之，則針常指南。其中有磨而指北者。余家指南、北者皆有之。磁石之指南，猶柏之指西，莫可原其理。 哥倫布 1492 抵達新大陸 聖薩爾瓦多

  37. 26. 宋朝時的學者沈括在他所著的《夢溪筆談》中，記載著一段話：「以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。」關於這段話所提供的訊息，下列敘述何者錯誤？ (A) 地球磁極具有微小的偏角是因為地磁有緩慢自轉的現象 (B) 中國人早就知道應用天然磁石製作成指南針，並藉它來辨別方向 (C) 指南針之所以能指向南方，是因為地球表面有方向相當穩定的磁力線 (D) 「微偏東，不全南」指出地球磁極相對於地理南北極具有微小的偏角 (E) 根據地表的磁場可以想像地球為一個磁極與地理南北極很接近的磁性球體

  38. 猜是物理的重要訓練之一 學測不倒扣  指考? 不同的世代、不同的考驗

  39. (3,3) (-2,2) (-2,-2) (3,-3) 電場的因次、對稱

  40. 天文物理教不教都會考99基礎物理就像學測大補帖天文物理教不教都會考99基礎物理就像學測大補帖 人類文明與夜觀天象密不可分，早期哲人對天象的恆異之象多所揣測，從而衍生出各種學說與各種神話故事，伽利略之後實證科學興盛，天文觀測與天文理論結合，天文學開始成為嚴謹的科學，更是早期物理學研究的標的，與早期物理學的發展相互輝應。

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