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大一物理：文組學生的新視界

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張貼者：高文芳 W.F. Kao 日期： 5月 10, 2021

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小蘇打的二氧化碳從何而來

小蘇打加水會釋出二氧化碳，讓水溶液呈現酸性。小蘇打通常是用電解加入二氧化碳的食鹽水而得，因此需要先從加溫石灰石（CaCO3）得到二氧化碳，再加入食鹽水電解。也就是說，被石灰石鎖住的二氧化碳要先被釋放出來，才能製作小蘇打，使用小蘇打後釋放的二氧化碳就是來自石灰石。二氧化碳是溫室氣管，小蘇打的使用，間接加溫溫室效應。在生活上使用小蘇打，就變成需要小心算計的過程。洗衣服用小蘇打替太部分洗衣粉，可能減少化學洗潔劑的用量，對環境傷害或許少很多。生活上利用小蘇打取代化學清潔劑的例子很多，實際的政正負面影響，有待評估。所有動植物，在呼吸時都會釋出二氧化碳，日常生活使用的小蘇打，或許釋放量少於一人的生理釋放量，但是長期消耗和容忍度，其實需要小心評估。 -----—————————————— 2NaCl+2H 2 O+2CO 2 -電解→2NaHCO 3 +Cl 2 ↑+H 2 ↑ 在此反應中，飽和食鹽水由於通入過量二氧化碳而電解生成碳酸氫鈉和氯氣、氫氣。碳酸氫鈉（sodium bicarbonate (IUPAC name: sodium hydrogen carbonate)）化學式： Na H C O 3 ），俗稱小蘇打、蘇打粉（soda ash、bread soda）、重曹（bicarbonate of soda）、焙用鹼（baking soda、cooking soda）等，白色細小晶體，在水中的溶解度小於蘇打，呈弱鹼性。 50℃以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，270℃時完全分解。碳酸氫鈉是強鹼與弱酸經中和作用後生成的酸式鹽，溶於水時呈現弱鹼性。 2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ↑ 常利用此特性作為食品製作過程中的膨鬆劑。碳酸氫鈉，是易溶於水的白色鹼性粉末，在與水結合後開始起作用釋出二氧化碳 CO 2 ，在酸性液體（如果汁、可樂）中反應更快，而隨著環境溫度升高，釋出氣體的作用愈快。碳酸氫鈉水溶液呈弱鹼性，俗稱小蘇打及焙用鹼。在工業上是以高溫加熱灰石（主要成分為碳酸鈣）分解產生二氧化碳：（1atm，攝氏700度以上） C a C O 3 → C a O + C O 2 ↑ 二氧化

悼念褚德三教授

https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/褚德三 1988年520農民運動，褚教授找了新竹幾個物理系的教授，用實驗證明農民不可能有限時間裡搬石頭暴動，證實官方說法是造謠。第一次聽說褚教授，是在報紙上看到。第一次見到褚教授是來交大面試演講，褚教授熱心的帶我認識電物系的老師，幫我打通任督二脈，讓我順利的來交大教書。那一天其實最高興的是看到報紙上的英雄。很快，就發現褚教授是交大的意見領袖，以前交大票選委員什麼的，都是跨院投票，每次票選褚教授幾乎都是最高票，在交大可以呼風喚雨。以前常有事跑去找校長，說「褚教授說什麼什麼」，要校長買單。有一次依樣畫葫蘆時，校長居然說「我問過褚教授，他根本沒這麼說」。強將手下無弱兵，雖然不知道校長是不是套我的話，馬上回他「褚教授當然不是這樣說，不過他的意思和我說的差不多」，硬是纏著要校長買單。雖然知道褚教授急公好義，但是心裡還是有點擔心褚教授的政治取向。以前在學校大家很少談國家主權，以前的老師、同學發現彼此國家認同不同，就會互相排斥，一直讓人深感遺憾。台教會開始謀議成立，一群年輕教授要揭櫫台灣主權的時候，有一天褚教授不知道怎麼得到消息，把我們叫去，有點像責備的問我們，說做這件事為什麼不找他？說他要找一群賢拜跟我們站在一起。原來褚教授擔心，只有年輕人的組合容易被抓走，也認為這種事應該大家一起來。雖然不是很確定老K會怎麼反應，我們還是都寫了與妻訣別書，心裡很篤定，但是褚教授他們想保護我們的情義，還是讓我們非常感動。褚教授對我們這群年輕人亦師亦友，校內、校外都在幫我們照護著。而且最高興的是，我們有共同的國家認同，不用擔心和這麼有趣的好人當不成朋友。不過，擔心國家認同會當不成朋友其實是多慮的。褚教授對學生非常好，實驗室的學生藍綠都有，褚教授也不會大小眼、一視同仁，猜他是想用仁心感化冥頑不靈的學生。只是能不能感化，還是得看學生自己的造化。褚教授對學生非常好，實驗室龍蛇雜處，什麼奇怪的學生都有，讓我見識到什麼才是有教無類⋯⋯ 褚教授非常神勇，有很多神奇的故事。只說一樣：褚教授喜歡說自己可以不睡覺，只要一累就ㄧ直吃就可以撐很久。讓隨時都在睡覺的我，完全不可思議。我的老闆曾說「物理就是把不對的說成對的」，因此褚教授也很會話虎籃，而且比一般物理學家還會編故事，簡直就是台灣的費曼，可以把黑的說成白的，還橫生趣味。聽他講

Redshift 紅位移和都卜勒效應 Doppler effect

https://popsci2017.blogspot.tw/2016/11/redshift.html 在人類知道光波是電磁波的一小部份之前，承襲都卜勒對遠離聲源的聲波波長會變長的現象，類似的效應應用在光波上，還是被稱為「都卜勒效應」Doppler effect ，只是「光波波長」變長就是變得比較靠近光譜的紅色端，所以「波長變長」就被稱為「紅移現象」。只是以前好像沒有人很認真想過，原本的紅色光再變長的話，要怎麼描述。馬克士威發現光波只是電磁波頻譜中間的一小段，用「紅移現象」代表「波長變長」顯然會造成一些人的困擾，但是習以為常的物理學家為了承襲以往的慣例，還是沿用過去的名詞，一樣以紅移現象代表波長變長的現象。其實在宇宙學裡，紅移 1+z=\lambda_0/\lambda_s 是被定義成波長的比值。（z才是紅移）在這裡，\lamda_0 指的是我們「現在」量到的電磁波波長，\lambda_s 代表遙遠光源釋放光波時的原始波長。至於 1+z 為什麼會等於 a_0/a，也就是宇宙「現在尺度/波源發出光波時的尺度」，原因是光波波長可以用廣義相對論證明和宇宙的尺度成正比。想知道如何證明「成正比」，要來上一學期的宇宙學簡介。不過，想像光波像被宇宙綁住的橡皮筋，只能無助的和宇宙同步膨脹，這樣好像也不是很難想像。尺度也不是宇宙的半徑哦。那只是一個丈量宇宙的標準「尺」。科學家現在幾乎確認宇宙是平直的R^3，沒有半徑這回事哦，千萬別誤會。只是我們很難圖像化無窮大的三維平直宇宙，很多書還是習慣以三維球做例子說明一些物理現象，常會把尺度和半徑混著講，讓讀者比較容易想像。嚴格講，三維球的方程式很簡單，但是真的要想像，還真是困難。物理有時就是這樣，借東諭西，常會越借越離題。問題就出在沒有更簡單的方法比喻，只好一借再借。真想知道，還是要回頭看數學方程式。更有趣的是，都卜勒的觀察只是針對聲波，光波紅位移也是都卜勒效應的說法只是後人尊重都卜勒的貢獻。個人更是習慣把所有因為相對運動造成光波波長變化的效應都稱為都卜勒效應，不然沒有學過廣義相對論的朋友很難了解你在說什麼。這也是為什麼所有NASA網站都會說這是都卜勒效應，因為嚴格講，光波的紅位移也不是都卜勒效應，也不能用聲波那套方式推導紅移公式。而且，z<

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