【新的公斤定義520走馬上任囉～】
恭喜國際公斤原器 IPK 「大K」退休，從 5/20 起改採新的單位計算公斤，對需要精細測量的產業來說會更加精準，也不用常常為了大K忽然掉體重而擔心受怕了～
如果你真的很想很想知道新的公斤算法是怎樣，文章裡有↓↓
#公斤原器
#小編開聊
昨天的一公斤，不是今天的一公斤？「公斤」的新定義今天生效啦！
自從 1889 年，第一屆國際度量衡大會定義「一公斤」等於「國際公斤原器（International Prototype of the Kilogram，IPK）」的質量，就沒再改過了，成為最後一個還在用實體物來定義的基本單位。
然而實體物並非永恆不變，即使封存在真空的三層玻璃罩內，又有嚴密的環境監控，IPK 和它的複製品的質量差值還是愈來愈高，在最近一次（2014年）的測量顯示，差值已達到50微克（μg）。這種不穩定、不精確的情況可讓人無法忍受啊！
因此，在科學界幾十年來的努力下，終於在去年第 26 屆國際度量衡大會拍板定案，由 #普朗克常數 重新定義公斤，並定於世界計量日（World Metrology Day）的今天正式生效，和國際公斤原器說 bye-bye！
現在，以普朗克常數 h=6.62607015×10^-34 kg⋅m2⋅s−1 來定義質量有兩種方法，第一種是以「基布爾秤（Kibble balance）」測量。測量又分為靜態模式和動態模式，在靜態模式中，天平一端放置砝碼，下方在磁場中放置線圈，將線圈通過電流 I 會受力，當磁力與重力達到靜力平衡時 mg=IBL；在動態模式中，拿掉砝碼，將線圈以等速度 v 移動，會產生感應電動勢 V=vBL；兩種模式中，BL 的數值一樣，因此整理得到 IV=mgv 或是 m = IV/gν。然後電流和電壓，根據約瑟夫森效應和量子霍爾效應，就會連結到普朗克常數囉！
而我國採用的是第二種，X 光晶體密度法（x-ray-crystal-density method, XRCD method），又稱為矽晶球法。由德國聯邦物理技術研究院（PTB）製作的高純度矽晶球，是經過純化、長晶、切割、研磨與拋光多道程序所製作，純度超過 99.99 %、直徑為 93.7 mm 的完美球體。藉由計數矽晶球內含有多少顆矽原子，再乘以矽原子平均質量（而矽原子的質量會連結至普朗克常數），進而得到非常精確的矽晶球質量。
今天新制上路後，世界各國的質量單位精準度就往前邁一步啦！不過啊，在半導體、醫療等精密產業是失之毫釐、差之千里，如果你去量體重，是看不出來差別的呦（逃~
參考資料
1.科學月刊，＜SI基本單位的重新定義＞
http://scimonth.blogspot.com/2018/09/si.html
2.NIST，＜Kilogram: The Kibble Balance＞
https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-kibble-balance
3.國家度量衡標準實驗室，＜新質量標準「公斤」 重新定義＞
https://www.nml.org.tw/…/rela…/3851-2019-02-19-17-04-08.html
4.國家度量衡標準實驗室，＜質量的單位：千克(kg) ＞
https://www.nml.org.tw/…/new-…/3343-2014-05-16-03-45-54.html
5.實作派電子實驗室，＜公斤定義-改用普朗克常數定義/揮別公斤原器＞
https://www.strongpilab.com/kilogram-redefine-by-planckcon…/
📸圖片來源：pixabay
https://pixabay.com/p…/kitchen-scale-weight-cooking-2608932/
vbl物理 在 [討論] 107指考物理詳解- 看板SENIORHIGH - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
PDF版：https://tinyurl.com/y8scphqv
1. g = GM/r^2 <>< r^-2 對流層頂大約離地表高20 km，故選(B)
出處：高二下第七章萬有引力
2. (A) 觀測到的光譜越偏紅才能表示離我們越遠
(B) 由哈伯提出
(C) 地球與太陽間仍有萬有引力存在，故距離並非單純與宇宙膨脹速率有關
(E) 觀測到的光譜大部分有紅移的現象
故選(D)
出處：高一下第九章宇宙學概論
3. 200*82*S = 10*335+400*4.19*2 --> S~0.42，故選(D)
出處：高三上第一章熱學
4. (A)(B) PV = nRT ，P = nRT/V <>< nT/V，必須三者一起看才能得知壓力大小。
(C)(D)(E) E_k = 0.5*m*(v_rms)^2 = 1.5NkT = 1.5PV，
故動能與壓力和體積的乘積有關，而方均根速率與溫度平方根成正比，
故選(E)
出處：高三上第一章熱學
5. 波爾根據拉瑟服的行星模型與不連續光譜，提出其氫原子模型，當時已發現原子核與
質子，尚未發現中子，且帶正電的質子集中於小小的原子核中，原子核佔了原子大部
分的質量。本題要求選出「最符合」的選項，(B)為最符合的選項。
出處：高三下第十章近代物理
6. 由核子數守恆可知：m+p = 138，54+q = 53 --> q = -1，所以 X 為電子，故p = 0
，m = 138。此過程為 beta 衰變，m+p+q = 138+0-1 = 137故選(B)。
出處：高三下第十章近代物理
7. 原子大小約為0.1 nm，故0.1 nm*100 = 10 nm，故選(C)。
出處：高一基礎物理第一章緒論
8. 以距直尺左端 20 cm處為支點，質心位於直尺中點，則
50*5 = m*5 --> m = 50 g，故選(C)
出處：高二B上第三章靜力平衡
9. pλ = h, p = √(2mK) --> λ <>< 1/√K，動能變四倍，則波長變一半，
而△y = Lλ/d <>< λ，故選(D)
出處：高三上第五章物理光學及高三下第十章近代物理。
10.f#(f數) = 焦距 / 光圈直徑，在焦距固定的情況下，f# <>< 1 / 光圈直徑。
因為進光量要相同，當 f 數從 2 改為 6 時，其半徑減少三倍，面積減少九倍，
所以曝光時間變為九倍，故選(C)。
出處：高三上第四章幾何光學。
11.兩端開口 --> f = 340n / 2L。管風琴能夠彈奏 262 Hz以及 262*4 = 1048 Hz 的音，
僅考慮基音的情況下 --> n = 1 --> L = 340 / (2*1048) ~ 16 cm。故選(D)
出處：高三上第三章聲音
12.ε=VBL = VBD，故選(E)
出處：高三下第九章電磁感應
13.金屬球內殼感應出 -q 的總電荷量且均勻分布於內球殼表面，
其產生的電場在 R1 < r < R2可看成在球心處 -q 的點電荷產生的電場。
金屬球外殼感應出 q 的總電荷量且均勻分布於外球殼表面，
而因 R1 < r < R2，故不會有電場，所以利用疊加原理，該處電場量值為0，故選(A)
出處：高三上第六章電
14.每一列的放電單元可看成 N 1個理想電池與 N1 個電組串聯，設總電流為 I，
因每個放電單元完全相同，故電流也完全相同。設每一列放電單元的電流為 i，則
N1ε= iN1r+IR
N1ε= iN1r+IR
. 共有 N2 條聯立方程式，又iN2 = I，加總起來可得
.
.
+) N1ε= iN1r+IR
-----------------
N2N1ε= iN2N1r+N2IR = N1Ir + N2IR = I(N1r + N2R)
N2N1ε
--> I = ---------
N1r + N2R
故選(A)
出處：高三下第七章電流
15.I = ε/ R <>< ε = -ΔΦ_B/Δt
(A) v = √2gH <>< √H。H越大，落下速度越快，ΔΦ_B/Δt越大
(B) 單位紮數越多，則ΔΦ_B越大。
(C) 與單位紮數有關
(D) 速率越大，ΔΦ_B越大，ε就越大
(E) 會相反
故選(B)
出處：高三下第九章電磁感應
16.設位移為零時的速度為 V，0.5kx^2 = 0.5mV^2 = 0.5k(0.5x)^2 + 0.5mv^2
0.75kx^2 = mv^2 --> kx^2 = 4mv^2/3 = mV^2 --> V = v*2√3 / 3，故選(B)
出處：高二下第八章能量
17.要能做完整一圈圓周運動-->最低點速度至少為√5gR
a = v^2 / R = 5gR / R = 5g。故選(D)
出處：高二下第八章能量
18.設爆炸後兩碎片質量分別為 M, m，速度分別為 V(向下), v(向上)，則 MV = mv。
30 = 2V + 0.5*10*4 --> V = 10。
當 M = m 時，v = 10 向上，v - gt = 0 --> t = 1，可知 2 秒後回到原位置，
與題目給的條件不符，故 V > v，所以 m > M，故選(E)
出處：高一基物第三物體的運動章與高二B上第一章直線運動
19.T2cosθ2 = T2 /√5 = mg --> T2 = mg√5
20.T1cosθ1 - T2cosθ2 = 5mg --> 2*T1/√5 = 6mg --> T1 = 3*mg√5
T1 / T2 = 3，故選(A)
出處：高二B上第四章牛頓運動定律
21.(A)(B)a = gsinθ <>< sinθ --> α<β-->a_甲 < a_乙
(C)正向力垂直斜面，N = mgcosθ<>< cosθ，兩夾角不同，故合力不為零。
(D)由(A)可知，以較快抵達桌面
(E)因力學能守恆，故速率相同
故選(A)(E)
出處：高二B上第四章牛頓運動定律
22.a = mgμ_k，S = v^2/2a = v^2/(2mgμ_k)，故選(B)(D)(E)
出處：高二B上第四章牛頓運動定律
23.第一次全反射條件：sinθc >= 1/1.8 = 5/9 = 25/45 = h/R
sinθ_甲 = 0
sinθ_乙 = 1/5 = 9/45
sinθ_丙 = 2/5 = 18/45
sinθ_丁 = 3/5 = 27/45
sinθ_丙 = 4/5 = 36/45
故選(D)(E)
出處：高三上幾何光學
24.(A)紅外光760 nm ~ 1 mm
(B)(C)溫度增加則波長減少，頻率增加(關係很複雜小小高中生不要問)
(D)非線性關係
(E)因 9343.9 nm 時的溫度為攝氏 37.1 度，故 9353 nm 對應的溫度應低於37.1
故選(A)(E)
出處：高三下第十章近代物理
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Fw: [問卦] 電影：決勝21點的機率問題 https://goo.gl/2BpbB7 #1MfN3FgZ (joke)
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