核分裂:從鈾核吸收中子到連鎖反應
一顆中子撞進鈾-235原子核,為什麼能引發連鎖反應、釋放出比化學反應大百萬倍的能量?本文從結合能曲線解釋核分裂為何放能,介紹連鎖反應的臨界條件 k_eff,並說明反應爐為何需要中子減速劑。
一顆中子撞進鈾-235原子核,為什麼能引發連鎖反應、釋放出比化學反應大百萬倍的能量?本文從結合能曲線解釋核分裂為何放能,介紹連鎖反應的臨界條件 k_eff,並說明反應爐為何需要中子減速劑。
α 射線穿透力最弱,為什麼吃下去反而比 γ 射線更危險?本文從吸收劑量(戈雷)與等效劑量(西弗)的定義出發,說明線性能量轉移(LET)如何決定輻射的生物效應,並用具體劑量計算回答這個經典思考題。
半衰期是核物理最常被誤解的名詞之一。本文從指數衰變的數學形式出發,定義半衰期與活度(貝克、居里),說明為什麼不同核種的半衰期能從微秒跨到數十億年,並用放射性碳定年法示範半衰期公式的實際應用。
原子核的核力與庫侖排斥一旦失衡,就會透過 α、β、γ 三種管道甩掉多餘的質量或電荷。本文說明三種衰變各自的機制與核反應式,並用鈾-238 的 α 衰變計算 Q 值,串起與質量虧損公式 E=Δmc² 的關係。
原子核裡擠著一堆帶正電的質子,照理說應該互相排斥到炸開才對。本文從核力的短程本質出發,介紹核子、原子序、質量數與同位素的記帳規則,並用 α 粒子計算質量虧損與結合能,說明 E=Δmc² 在原子核裡到底代表什麼。
給定 a²+b²=c² 與一條看似複雜的分式方程式,求 a/b。本文示範三種解法——三角代換、對稱式合併分式、正規化成單位圓——並揭穿出題者刻意藏起 8-15-17 畢氏三元數的「上帝視角」,最後比較三種解法的優劣與教學啟示。
兩個電荷沒有接觸,卻能互相施力——這件事背後有好幾層愈來愈深的答案。本文從超距作用與場的歷史之爭出發,經過電場的數學定義、規範場論視角,一路談到量子電動力學裡的虛光子,並用平行板電容器驗證「場帶有能量」不只是比喻。
彈簧位能 ½kx²、動能 ½mv²、電場能量密度 ½ε₀E²……為什麼物理的能量公式幾乎都長成平方的樣子?本文從穩定平衡點的泰勒展開出發,證明這不是巧合,並串起正定矩陣、簡正模與高斯分布背後同一個結構。
托勒密定理說圓內接四邊形的對角線乘積等於兩組對邊乘積之和。本文從一個常見的解題困境出發,用餘弦定理完整推導這條定理,並示範如何用它證明 sin(A+B) 公式,最後整理何時該用托勒密定理、何時該老實用餘弦定理。
許多看起來複雜的三角方程式,其實只是換了外衣的一元二次方程式。本文以 4cos²x+cosx−2=0 為例,示範如何用換元法 u=cos x 化簡、檢查值域、再用反餘弦與象限判斷寫出完整通解,並整理選項陷阱與常見錯誤。