    | |||
＃發行日期：1970、12
＃期號：0012
| |
讀者信箱
顧建新讀者的問題
編者先生：
敝人拜讀了科學月刊第二期丘宏義所作之「波霎」一文之後產生了幾個問題，還請您解說：
1. 科學月刊第二期P.29第20列：「一個高密度物體的形成一定借重極大壓力，星球也不例外。從星球本身質量的萬有引力中，獲得這樣壓力原是輕而易舉的；大半星球都有穩定構造不因萬有引力而收縮……」。由這段話，可見若有中子星球，則它的形成必定得靠萬有引力才行。
我們都知道電力遠較萬有引力為大，因此中子星球收縮時絕對不允許電子的排斥來破壞萬有引力把中子星球收縮；所以中子星球不帶任何電荷整個系統是電中性的，也就是中子星球不容許帶電粒子的存在。然則第31頁，13列：中子星球表面的「游離電子」在此磁場內沿磁力線放射電波……，這游離電子從何而來？
2. 現在來算算中子星與電子間的萬有引力。P.28 19列，中子星球密度可達水的百萬億倍，也就是每立方公尺1017kg，1017kg/m3，而其直徑推算不超過100公里，因此半徑不超過50公里。
∴m=D·V=1017kg/m3·4/3·π·(50000m)3
=5.23×1031kg
電子質量為9.11×10-31kg F=G(M·m/r2)假設電子在中子星球表面附近，
∴r=50000m
F=6.67×10-11NT-m2/kg2·〔5.23×1031·9.11×10-31/(50000)2〕kg2/m2
=6.67×10-11·1.91×10-8NT=1.27×10-18NT
在中子星的表面，中子星對電子的力也只有1.27×10-18NT，在外太空中其力更是微不足道了，可見中子星球表面的電子絕非自外太空吸引而來，必定是形成中子星球時就有了，這又和前面的推論相矛盾了。
3. 磁場的產生是由於電荷的運動，在整個電中性的星球上電荷要如何運動？（電荷運動就破壞了電中性使某處帶正電，某處帶負電），因此中子星球如何能生成磁場？又文中說中子星球的磁場相當於地球十萬倍這麼強的磁場。不知要有多少電子不斷的運動，繼續不停的運動得來，我真奇怪中子星球為了產生「極強磁場」而使無數個電子不停運動這樣也就破壞了電中性了。
4. 電子加速運動就產生電磁波，波霎的電磁波從未停過，這表示中子星表面的電子從未停止運動。從另一方面來看，電子在十萬億地磁的強磁場中受力運動，其速率是非常驚人的，而它受中子星的萬有引力只有1.27×10-18NT且在中子星上的電子不像地球上的加速器中的電子被束縛在環形軌道中，它必定有克服1.27×10-18NT的力量而逃入太空，這樣一來電子就愈來愈少，終致沒有，波霎也就沒了。又矛盾了，要如何解釋呢？
以上四個問題希望您能解釋為禱！
祝身心愉快
讀者顧建新 敬上
本刊沈君山先生回覆
顧建新先生：
你說得不錯，電力遠較萬有引力強，所以一般星球中都不可以有穩定的電力場的存在，但如此並不表示不可以有帶電粒子的存在。事實上所有的普通星球都由電漿（Plasma）組成，而電漿也者游離的質子和電子而已。只要電子和質子很均勻的間隔分佈，那麼正負相抵，就不會有電場存在在。討論各式各樣的天體時，我們往往都不考慮靜電場，其原因就在於電力遠強於重力，所以一有了靜電場，含正電的質子往一邊跑，含負電的電子往另一邊跑，馬上就把原有的電場中和了。中子星的表面除了游離的電子外也有游離的質子，也可以用上述的理由來解釋。不過此處要加上一句，中子星的重力場和磁力場都極強，又以極快的角速度旋轉，在這種情形下，星球表面一兩厘米的距離內可能有極強的電場存在，不過其中道理複雜，勉強說來這個電場力相當於一般星球自轉時產生的 Coriolis 力，丘宏義先生和他的同事曾對此力加以計算，結果發表在一九六九年的Physical Review Letter上。
關於你的第二個問題，中子星表面的電子是星球原來就有的，其內部的因反貝他作用（Inverse Beta decay）和質子結合成中子。在表面的電子因密度不夠高，沒有簡併（Degenerate），能量不夠，不能與質子結合，故仍單獨存在，還有，中子星中的質子和電子都有逃入太空的，有些科學家還認為此即宇宙線之來源，不過與整個星球相比，其量甚微，不足影響中子星的質量。這可以回答你第四個問題。
第三個問題的癥結在於電荷的運動未必一定破壞電中性，一般而言在如電漿一類的物質中，含正電的離子因質量較大，運動緩慢形成一個帶正電的Background，在這個Background上電子跑來跑去形成電流，但與整個區域的電中性並無影響，在星球和星際空間，促成電流因而產生磁場的原因是一些Mechanical force而非靜電力，例如因星球自轉而產生之旋轉力，在太空中的Turblance等等。沈君山覆
吳彬安讀者的問題
讀者信箱鑒：
當我吃香蕉時，總喜歡細心觀察看看腐爛處是否有生蟲，但每一次都使我失望。
有一次被一位朋友看見了，他笑著說：「香蕉腐爛處根本就不會生蟲的。」但是為什麼芒果龍眼等水果腐爛了會生蟲，而香蕉則否？我的這位朋友也回答不出，又是否香蕉的蟲用肉眼看不到呢？
懇請予以解答
讀者吳彬安 敬上
本刊蔡淑華先生回答
吳彬安同學：
所謂腐爛就是植物組織的解體，引起解體的原因只有一個，就是組織或細胞內新陳代謝之不協調，致使這種不協調之原因非常多，蟲害或其他微生物之寄生可能引起受害部份各種生理上之不協調，進而引起解體，所以蟲害並不是直接原因而是間接的，很多植物未結果時成蟲就產卵於子房或花之其他部位，到果實成熟時幼蟲才孵化出來這時雖有蟲可能沒有腐爛現象。此外，一些植物有害物質之存在也會引起解體，這種有害物質可能是植物本身代謝產物也可能是外來的，因此蔬菜和果實的保存、通氣、溫度濕度等之控制都很重要。
如果腐爛是由於微生物（細菌或濾過性病毒等）和有害物質之存在而引起者用肉眼，甚至於在普通的光學顯微鏡下都不能看到有「小生物」的。
蔡淑華答
雷賜先生的問題
編者先生：
請問：a. 假定我在環形管中，以超距力令一恒作圓周等途運動的鋼珠，到一定區上（見圖）隨時加速度，則環形管是否做矢頭方向上得運動勢。
【瀏覽原件】
b. 假設在管中置一強力的單位N極。當螺管通直流電時，球形單位N極是否沿螺管反對電磁場方向運動。
讀者雷賜 敬上
本刊李怡嚴先生回覆
雷賜先生：
關於第一個問題，我想你的所謂「運動勢」，是指環形管的那一部份所受的力而言，當鋼珠在管內運動的時候，管壁與鋼珠接觸的地方本來就會受力，這個力是離心力，與其切線方向的速度有關，而與其加速度沒有關係，當然，當鋼珠的切線方向的速度被加快了以後，徑向的加速度（與管壁可承受的力成正比）也會跟著加大，這很容易使人誤以為在加速區會有多一項力，這是不對的。
【瀏覽原件】
因此，θ只對aθ有關，而與ar無關。
關於第二個問題，當在環狀管外面繞了電線通電流時，當然會使管內產生磁場，其場線的方向與管的切線方向相同，如果真有一個單位N極，當然會被這個磁場所加速。不過，直到現在為止磁單極還沒有被發現。如果放一個具有兩極的磁鐵在管內，則磁場只能給它一個力矩，而使其方向趨向於磁場場緣的方向。 李怡嚴覆
方樹輝讀者的問題
科學月刊讀者信箱
我對於下列二種由銀的化合物中析出的銀具有兩種不同顏色感到疑問，望貴刊能加以解答：
一、加還原劑於多倫試液，共熱，析出光亮的銀。
二、加有機物於硝酸銀，析出黑色的銀何，以同種元素有兩種不同顏色？望能得到解答。
學生讀者方樹輝 敬上
本刊張昭鼎先生回答
方同學：
你所問的兩個現象，都是屬於還原作用，信中所謂加「有機物」，意思不夠明確。我們是不能加任意的有機物的析出的銀有時白色，有時黑色，只是實驗條件不同而形成顆粒大小的不同所引起的，白色的銀絲如果磨成極小的顆粒，看起來也是黑色的。
張昭鼎覆
科學月刊社：
關於上期答讀者信中，有一二未解釋清楚之處，致有若干讀者朋友來信詢及可否請於下期科學月刊中增補之？
（一）在回答王惠等同學的問題時，第四問中說「費米子在一個能階上只能有一個」，應該說做一個量子態（Quantum state）上只能有一個較為正確。每個量子態有對應的能量，但在 degeneracycase，不同的量子態可以有相同的對應能量，那麼一個能階上可以有好幾個費米子。
（二）在說明玻子與費米子和基本粒子時，提到介子中也有是費米子的，這是提μ介子，現在一般的分類已不把μ-介子算介子了，那麼所有的介子就都是費米子。
即祝
近佳
沈君山
編者先生：
你好。
原諒我這樣直率的向你請教，關於本期（九期）科學月刊中，何崇武先生著「圓常寬圖形及其他」一文中所述由諾雷三角形之性質所設計之電鑽，能鑽出正方形洞一節（P.19），弟希望能更進一步了解關於此種鑽之旋轉方法，希能不吝指教，無任感激。
另於何處能見及美國標準局專利權第 1241175、1241176、1241177號所述此種電鑽之記載及此類之參考書籍（中、英均可）
懇請覆信
劉宏鎮 敬上
本刊請何崇武先生答覆
茲將北投劉宏鎮先生所問的問題答覆如下：
一、如用一橫斷面為諾雷三角形的電鑽，在金屬板上鑽出一正方形的洞，電鑽的鑽頭顯然不是繞著他的直軸旋轉；當電鑽在轉動時，鑽頭的直軸也同時在畫著小圈。要想看二直軸如何轉動，我們可以用硬紙板剪一邊長為a的諾雷三角，（參閱科學月刊，一卷九期拙作），然後放在一邊長為a的正方形裏轉動（轉動時，讓諾雷三角的頂點沿著正方形的邊走），這時如果我們用隻鉛筆插在諾雷三角形的中心，這隻鉛筆所轉動的方式，就是直軸所轉動的方式。我們可以算出如果所鑽的正方形洞的邊長為a，直軸所畫小圈的半徑為1/6=(2√3-3)a。
二、美國專利局所核準的專利，除一小部份和國防有關的以外，其餘均按期刊登在他們的週刊上
U.S. Patent Office: Official Gazette此外他們每年並刊行一本索引，可供檢閱。
三、關於可鑽正方形的電鑽，據弟所知並沒有什麼參考書籍。但不妨寫信去向造這種工具的公司去問，該公司地址如下：
Watts Brothers Tool Works
Wilmerding, Pennsylvania
U.S.A.
該公司可能印有這種工具的宣傳資料。
何崇武上 十月廿日
胡偉民讀者的問題
編者先生：
我有二個小問題想請教您！
Ⅰ. 熱電偶：它是由熱而產生電流我只知道這點，關於它的構造元件的名稱及原理，請老師解釋！
Ⅱ. 伽利略式望遠鏡：在教科書上見到的是，物鏡是雙凸透鏡，目鏡是雙凹透鏡，但最近我看到一本書，卻寫到物鏡用平凸透鏡（平面向外），目鏡用平凹透鏡（亦是平面向外）較佳。不知何因竟與教科書上有些出入，假如他說得對，那麼括號中平面向外此平面向內的好處在那裏，也請老師煩答！
胡偉民敬上
本刊請楊覺民先生答覆
胡偉民先生：
1. 兩條不同的金屬，兩端分別絞在一起，但中間互不相觸，然後一端加熱而一端保持較低的溫度，於是沿此圈就會生出一電動勢來，這現象叫熱電效應，若用含電流計的線路，測量此電動勢，在適宜的校準下，可測量溫度，這就是你們指的熱電偶，普通熱電偶的材料有鐵─鏮，銅─鏮，鉻─鏮等，鏮（Constuntun）是一種60％銅40％鎳的合金。
2. 你所講的書不知是那一本是否可以講詳細些。
楊覺民覆
在第六期「簡答」的部份，有一個問題，問及電風扇開始起動的時候為什麼會顯得向回轉，主答的人沒有細想，說是由於各「視覺暫留」，其實，這種現象，只在螢光燈下才會看到，太陽光下就看不到。由於交流電每秒60次的變動，因此螢光燈的光亮也會有相對應的閃動，這動閃動普通看不出來可是當它照在電扇的旋葉上，而從一葉旋動到另一葉所需時間正與轉動時間相差不遠時，我們就會看到旋葉似乎有一些緩慢的轉動，轉動的方向視上述兩個時距的差為正數或負數而定。事實上，很多唱機的轉速，就是利用這個原理確定的。
有好幾位讀者來函指出這一錯誤。本刊編者謹致謝意與歉意。
李怡嚴
| |
科學月刊全文資料庫
最佳瀏覽解析度800*600，請使用IE4.0以上版本的瀏覽器
科學月刊雜誌社．金台灣資訊事業有限公司．圖龍文化事業股份有限公司版權所有
Copyright 2000 Science Monthly and King-Taiwan Information Technology Inc. All Rights Reserved. | |||
Friday, June 21, 2013
phy01 電力遠較萬有引力強，所以一般星球中都不可以有穩定的電力場的存在，但如此並不表示不可以有帶電粒子的存在。事實上所有的普通星球都由電漿（Plasma）組成，而電漿也者游離的質子和電子而已。只要電子和質子很均勻的間隔分佈，那麼正負相抵，就不會有電場存在在
電力遠較萬有引力強，所以一般星球中都不可以有穩定的電力場的存在，但如此並不表示不可以有帶電粒子的存在。事實上所有的普通星球都由電漿（Plasma）組成，而電漿也者游離的質子和電子而已。只要電子和質子很均勻的間隔分佈，那麼正負相抵，就不會有電場存在在
No comments:
Post a Comment