Pearson Edexcel International A-Level · ฟิสิกส์: บันทึกการสอน

เวอร์ชัน: YPH11; Issue 3 (2021); การสอนครั้งแรก 2018

ชุดเนื้อหาต้นฉบับนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้น ไม่ได้รับรองความครอบคลุมของหลักสูตรทั้งหมดหรือธนาคารข้อสอบแบบโต้ตอบที่ได้รับการทบทวนแล้ว

การประเมินผลและเกณฑ์ระดับรายวิชา

• สองหน่วยที่ประเมินแยกต่างหาก; IAS ใช้หน่วย 1–3, IAL ใช้หน่วย 1–6

• หน่วย 3 และ 6 เป็นการทดสอบทักษะการปฏิบัติเชิงประจักษ์ที่เขียนขึ้นโดยอิงจากประสบการณ์การทดลอง ไม่ใช่กระดาษการปฏิบัติเชิงประจักษ์แบบจับมือของ Cambridge

• รักษาลำดับหน่วยการปฏิบัติหลักตามสเปกที่รับมา น้ำหนักหน่วย คะแนน และเวลาอยู่ในเอกสารหลักฐานการประเมิน

• แพ็กเกจนี้ใช้สเปก 2018 ซึ่งเป็นปัจจุบันสำหรับการประเมินผลเหล่านี้ Pearson ประกาศเริ่มสอนหลักสูตรที่พัฒนาใหม่ตั้งแต่เดือนกันยายน 2027; อย่าผสมผสานเนื้อหาในอนาคตเข้ากับเส้นทาง Unit 1–6 ปัจจุบัน

กราฟการเคลื่อนที่และการเร่ง

จุดเน้นหน่วยอย่างเป็นทางการ: 1 กลศาสตร์และวัสดุ

เกจวัดความเร็วให้ค่าอ่าน ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ค่าเฉลี่ยตลอดการเดินทางอาจซ่อนจุดหยุดและการเปลี่ยนแปลงความเร็วอย่างรวดเร็ว

การกระจัดมีทิศทาง; ระยะทางนับความยาวเส้นทางทั้งหมด ความเร็วคือการเปลี่ยนแปลงของการกระจัดต่อเวลา การเร่งคือการเปลี่ยนแปลงของความเร็วย่อยต่อเวลา

ความชันของกราฟการกระจัด-เวลาคือความเร็ว พื้นที่ใต้กราฟความเร็ว-เวลาให้ค่าการกระจัด สูตรการเร่งแบบคงที่ใช้ได้ก็ต่อเมื่อสมมติฐานนั้นเหมาะสมเท่านั้น

เลือกทิศทางบวกและระบุไว้ ใช้ประตูแสงหรือวิดีโอที่มีมาตราส่วนและช่วงเฟรมที่ทราบเพื่อวัดการเคลื่อนที่ซ้ำได้ หลีกเลี่ยงการสันนิษฐานว่าการจับเวลาด้วยมือแม่นยำในช่วงสั้นมาก

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

โจทย์กำหนด: ความเร็วเพิ่มขึ้นสม่ำเสมอจาก 2 เป็น 10 เมตรต่อวินาที ใน 4 วินาที a = (v-u)/t a = (10-2)/4 = 2 เมตรต่อวินาที تربัด การกระจัดเป็นพื้นที่สี่เหลี่ยมคางหมู: s = (u+v)t/2 = (2+10)×4/2 = 24 เมตร

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ความเร็วติดลบบ่งบอกถึงทิศทางภายใต้ธรรมเนียมเครื่องหมายที่เลือก ไม่จำเป็นต้องหมายถึงการลดความเร็วเสมอไป

แรง มุมกลึง และการหยุดอย่างปลอดภัย

จุดเน้นหน่วยอย่างเป็นทางการ: 1 กลศาสตร์และวัสดุ; 4 กลศาสตร์เพิ่มเติม สนามและอนุภาค

ผู้โดยสารยังคงเคลื่อนที่ต่อไปเมื่อยานพาหนะเบรก เข็มขัดนิรภัยให้แรงจำเป็นเพื่อเปลี่ยนมุมกลึงของผู้โดยสาร

แรงลัพธ์ทำให้เกิดการเร่ง而非การเคลื่อนที่เอง โมเมนตัมคือมวลคูณด้วยความเร็ว สำหรับระบบที่แยกได้ โหมดเมนตัมรวมจะคงที่แม้พลังงานจลน์จะไม่คงที่

แรงกระแทกเท่ากับผลเปลี่ยนของโมเมนตัม การเพิ่มเวลาหยุดสำหรับผลเปลี่ยนโมเมนตัมเดียวกันจะลดแรงเฉลี่ย ระบุแรงภายนอกก่อนใช้กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

วาดแผนภาพวัตถุอิสระซึ่งมีเพียงแรงกระทำต่อวัตถุที่เลือก สำหรับวัดสปริง ให้เพิ่มน้ำหนักเป็นขั้นตอนในช่วงยืดหยุ่นและวัดค่าการขยายตัวจากตำแหน่งไม่มีโหลด

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

โจทย์กำหนด: ผู้โดยสาร 60 กก. ลดความเร็วจาก 10 เป็น 0 เมตรต่อวินาที ใน 0.50 วินาที Δp = m(v-u) = 60(0-10) = -600 กก.เมตรต่อวินาที F เฉลี่ย = Δp/Δt = -600/0.50 = -1,200 นิวตันเครื่องหมายลบแสดงว่าแรงต้านทานการเคลื่อนที่เริ่มต้น

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

แรงสมดุลไม่จำเป็นต้องทำให้วัตถุอยู่นิ่ง มวลและน้ำหนักมีหน่วยและความหมายต่างกัน

แหล่งพลังงาน งานและประสิทธิภาพ

จุดเน้นหน่วยอย่างเป็นทางการ: 1 กลศาสตร์และวัสดุ

มอเตอร์สามารถถ่ายโอนพลังงานเข้าบางส่วนในการยกและส่วนที่เหลือเป็นการให้ความร้อน ผลลัพธ์ที่มีประโยชน์เป็นส่วนของพลังงานที่ถ่ายโอนทั้งหมด

งานที่ทำโดยแรงคงที่ขนานกับการกระจัดคือแรงคูณด้วยระยะทาง พลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับความเร็วกำลังสอง พลังงานถูกอนุรักษ์เมื่อรวมการถ่ายโอนและแหล่งเก็บทั้งหมด

กำหนดระบบและผลลัพธ์ที่มีประโยชน์ก่อนคำนวณประสิทธิภาพ การเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่าจะเพิ่มพลังงานจลน์เป็นสี่เท่าที่มวลคงที่ กำลังอธิบายการถ่ายโอนต่อหน่วยเวลา ไม่ใช่พลังงานทั้งหมด

วัดความสูงของการยกและโหลด จับเวลาการยก และบันทึกอินพุตไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์ที่เหมาะสม ทำซ้ำการทดลองและพิจารณาความร้อนหรือแรงเสียดทานเป็นการถ่ายโอน ไม่ใช่พลังงานที่หายไป

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: อุปกรณ์รับ 600 J และถ่ายโอน 420 J มีประโยชน์ ประสิทธิภาพ = ผลลัพธ์ที่มีประโยชน์ / อินพุตรวม ประสิทธิภาพ = 420/600 = 0.70 = 70%. ภายใน 3 วินาที กำลังที่มีประโยชน์ = พลังงานที่มีประโยชน์/เวลา = 420/3 = 140 W.

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ประสิทธิภาพไม่สามารถเกิน 100% สำหรับสมดุลพลังงานที่กำหนดอย่างถูกต้อง พลังงานที่สูญเสียจากการให้ความร้อนยังคงถูกอนุรักษ์ไว้

คลื่น การวัด และการหักเห

จุดเน้นหน่วยอย่างเป็นทางการ: 2 คลื่นและไฟฟ้า

คลื่นสามารถถ่ายโอนพลังงานผ่านน้ำได้ ในขณะที่เครื่องหมายลอยตัวจะสั่นไหวเป็นหลัก การถ่ายโอนพลังงานและการถ่ายโอนมวลเป็นสิ่งที่แตกต่างกัน

ความถี่คือจำนวนรอบต่อเวลา ความยาวคลื่นคือระยะห่างระหว่างจุดในเฟสเดียวกัน ความเร็วคลื่นเท่ากับความถี่คูณด้วยความยาวคลื่น การสั่นแบบขวางตั้งฉากกับการแพร่กระจาย

ที่ขอบเขต ความถี่คงที่โดยแหล่งกำเนิด การเปลี่ยนแปลงความเร็วทำให้ความยาวคลื่นเปลี่ยนไป การหักเหเกิดจากความแตกต่างของความเร็ว; มุมวัดจากเส้นปกติ

วัดความยาวคลื่นหลายรอบแล้วหารเพื่อลดความไม่แน่นอนจากการอ่านค่าเศษส่วน ใช้กล่องรังสีที่มีเส้นปกติวาดไว้ที่ขอบเขต ระวังไม่ให้ลำแสงส่องเข้าตา และบันทึกมุมตกและมุมหักเหให้ชัดเจน

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: ความถี่ 5 Hz และความยาวคลื่น 0.40 m. ใช้สมการ v = fλ. ดังนั้น v = 5×0.40 = 2.0 เมตรต่อวินาที. หากความเร็วลดลงเหลือ 1.5 เมตรต่อวินาที ที่ความถี่เท่าเดิม ความยาวคลื่น = v/f = 1.5/5 = 0.30 m.

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ความถี่ของคลื่นไม่เปลี่ยนแปลงเพียงเพราะตัวกลางเปลี่ยนไป คลื่นตามยาวมีการสั่นสะเทือนขนานกับทิศทางการแพร่กระจาย

กระแสไฟ ความต่างศักย์ และความต้านทาน

จุดเน้นหน่วยอย่างเป็นทางการ: 2 คลื่นและไฟฟ้า

โคมไฟจะมืดลงเมื่อเพิ่มอีกโคมต่ออนุกรม กระแสไฟและการถ่ายโอนพลังงานขึ้นอยู่กับวงจรทั้งหมด ไม่ใช่เพียงโคมไฟเดียว

กระแสไฟคือประจุที่ไหลผ่านต่อหน่วยเวลา ความต่างศักย์คือพลังงานที่ถ่ายโอนต่อหน่วยประจุ ความต้านทานคือความต่างศักย์หารด้วยกระแสไฟสำหรับจุดใช้งานที่กำหนด

กระแสไฟมีค่าเท่ากันผ่านส่วนประกอบที่ต่ออนุกรม ความต่างศักย์รวมกันรอบเส้นทางอนุกรม ในแบบขนานสาขาต่างๆ แบ่งปันความต่างศักย์เดียวกัน ในขณะที่กระแสไฟของสาขารวมกันที่จุดแยกสาย

วางแอมมิเตอร์ต่ออนุกรมและโวลต์มิเตอร์ต่อขนาน สำหรับการสืบสวน I-V เปลี่ยนแรงดันเป็นขั้นๆ กลับขั้วเมื่อจำเป็น และจำกัดกระแสเพื่อลดความร้อน

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

โจทย์กำหนด: ตัวต้านทานมีความต่างศักย์ 6.0 V ผ่านและไหลกระแส 0.30 A ใช้สูตร R = V/I ดังนั้น R = 6.0/0.30 = 20 โอห์ม กำลัง = VI ดังนั้น กำลัง = 6.0×0.30 = 1.8 W ปริมาณเหล่านี้บรรยายถึงจุดการใช้งานเดียวกัน

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

กระแสไฟไม่ถูกใช้หมดโดยโคมไฟ เกลียวไฟร้อนขึ้นดังนั้นความต้านทานอาจไม่คงที่เมื่อแรงดันเปลี่ยน

โฟตอนและปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

จุดเน้นหน่วยอย่างเป็นทางการ: 2 คลื่นและไฟฟ้า

แสงความถี่ต่ำแต่สว่างอาจไม่สามารถปล่อยอิเล็กตรอนออกมาได้ ในขณะที่แสงความถี่สูงแต่มืดสามารถทำได้ พลังงานโฟตอนขึ้นอยู่กับความถี่ ไม่ใช่ความเข้มเพียงอย่างเดียว

โฟตอนมีพลังงานแปรผันกับความถี่ ฟังก์ชันวORK คือพลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการปล่อยอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิว เหนือค่าเกณฑ์ พลังงานโฟตอนส่วนเกินสามารถกลายเป็นพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนได้

ใช้พลังงานโฟตอน = ค่าคงที่ของプランก × ความถี่ พลังงานจลน์สูงสุด = พลังงานโฟตอน - ฟังก์ชันวORK การเพิ่มความเข้มที่ความถี่คงที่เพิ่มอัตราการมาถึงของโฟตอน ไม่ใช่พลังงานของโฟตอนแต่ละตัว

อ่านแกนนั่นๆ อย่างระมัดระวังบนกราฟแรงดันหยุดหรือพลังงานจลน์ ระบุความถี่เกณฑ์จากจุดตัดพลังงานศูนย์ stating โลหะและเงื่อนไขการทดลองเนื่องจากฟังก์ชันวORK เป็นเฉพาะของวัสดุ

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: พลังงานโฟตอนคือ 5.0 อิเล็กตรอนโวลต์ และฟังก์ชันวORK คือ 2.0 อิเล็กตรอนโวลต์ พลังงานจลน์สูงสุด = พลังงานโฟตอน - ฟังก์ชันวORK = 5.0 - 2.0 = 3.0 อิเล็กตรอนโวลต์ โฟตอนที่มี 1.5 อิเล็กตรอนโวลต์ไม่สามารถทำให้เกิดการปล่อยอิเล็กตรอนจากพื้นผิวนั้นได้ในโมเดลนี้

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

อิเล็กตรอนไม่ได้สะสมโฟตอนที่มีพลังงานต่ำกว่าค่า Threshold จำนวนมากในโมเดลโฟตอนเดี่ยวพื้นฐาน อย่านำจำนวนโฟตอนไปสับสนกับพลังงานของโฟตอน

ความไม่แน่นอน ความชัน และการทดสอบโมเดล

หน่วยเรียนทางการ: 3 ทักษะปฏิบัติทางฟิสิกส์ I; 6 ทักษะปฏิบัติทางฟิสิกส์ II

เส้นที่ลากผ่านจุดข้อมูลเกือบทุกจุดมีประโยชน์ แต่ค่าความชันของเส้นนั้นอาจยังมีความไม่แน่นอนอยู่ กราฟเป็นหลักฐานสนับสนุนโมเดลในช่วงการวัดเท่านั้น

ความแปรปรวนแบบสุ่มทำให้ค่าที่อ่านซ้ำๆ แตกต่างกัน ความคลาดเคลื่อนแบบระบบจะเลื่อนผลลัพธ์ไปในทิศทางเดียวกันอย่างสม่ำเสมอ ความไม่แน่นอนสัมบูรณ์จะมีหน่วยของการวัด ส่วนความไม่แน่นอนสัมพัทธ์หรือเปอร์เซ็นต์เป็นการเปรียบเทียบความไม่แน่นอนกับค่าที่วัดได้

สำหรับผลคูณหรือผลหาร การบวกความไม่แน่นอนสัมพัทธ์เป็นวิธีการประมาณค่าความไม่แน่นอนสูงสุดที่พบบ่อย สำหรับผลต่าง ให้บวกความไม่แน่นอนสัมบูรณ์ ค่าตัดแกนที่ไม่เป็นศูนย์อาจบ่งชี้ถึงการเลื่อนฐานหรือโมเดลที่ไม่สมบูรณ์

แสดงหน่วยบนแกนนอนและแกนตั้ง และเลือกสเกลที่เหมาะสม พล็อตแถบความไม่แน่นอนเมื่อจำเป็น วาดเส้นปรับให้ดีที่สุดแทนการเชื่อมจุดทุกจุด และประเมินค่าความชันที่ชันที่สุดและลาดที่สุดที่เป็นไปได้เมื่อวิธีการกำหนดให้ทำ

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: ความยาว = 50.0 มม. พร้อมความไม่แน่นอน 1.0 มม. ความไม่แน่นอนเปอร์เซ็นต์ = ความไม่แน่นอนสัมบูรณ์/ค่า ×100 = 1.0/50.0×100 = 2.0%. สำหรับผลหารของปริมาณสองชนิดที่วัดแยกกันโดยมีความไม่แน่นอนสูงสุด 2% และ 3%, ผลรวมของค่าประมาณสูงสุดคือ 5%.

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

การอ่านซ้ำลดความไม่แน่นอนแบบสุ่มในค่าเฉลี่ยแต่ไม่ช่วยลบความคลาดเคลื่อนศูนย์อัตโนมัติ อย่าระบุทศนิยมมากกว่าที่ค่าการวัดของคุณรองรับได้

สนามแม่เหล็ก มอเตอร์ และการเหนี่ยวนำ

หน่วยเรียนทางการ: 4 กลศาสตร์เพิ่มเติม, สนามและอนุภาค

แม่เหล็กข้างๆ สายไฟไม่จำเป็นต้องเกิดกระแสไฟฟ้าเสมอไป แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของการเชื่อมโยงฟลักซ์แม่เหล็ก

สนามอธิบายถึงผลกระทบของแรงที่ตำแหน่งต่างๆ ในอวกาศ ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในสนามแม่เหล็กอาจได้รับแรงกระทำ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมโยงฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลง

การเปลี่ยนแปลงความเข้มของสนาม พื้นที่ของคอยล์ ทิศทาง หรือการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ สามารถทำให้การเชื่อมโยงฟลักซ์เปลี่ยนแปลงได้ กฎของเลนส์อธิบายถึงผลที่เกิดขึ้นซึ่งต้านทานการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้เกิดมัน สอดคล้องกับการอนุรักษ์พลังงาน

ใช้คอยล์และมิเตอร์ที่มีความไวสูงเพื่อเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กในทิศทางต่างๆ บันทึกว่าการจัดวางที่นิ่งสนิทไม่ให้สัญญาณเหนี่ยวนำ ใช้แหล่งจ่ายไฟแรงต่ำที่ได้รับการอนุมัติสำหรับการสาธิตมอเตอร์

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: เทรนส์ฟอร์เมอร์มี 200 ขดลวดด้าน первичный, 50 ขดลวดด้าน secondary และ 12 V แรงดันด้าน primary. สำหรับเทรนส์ฟอร์เมอร์ในอุดมคติ Vs/Vp = Ns/Np. ดังนั้น Vs = Vp Ns/Np = 12×50/200 = 3.0 V. เทรนส์ฟอร์เมอร์จริงยังมีการสูญเสียพลังงานด้วย

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

เทรนส์ฟอร์เมอร์ต้องการฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง; อินพุต DC แบบคงที่ไม่สามารถสร้างการทำงานของเทรนส์ฟอร์เมอร์อย่างต่อเนื่อง ทิศทางของสนามแม่เหล็กไม่ใช่ทิศทางของแรงโดยอัตโนมัติ

สนามโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่วงโคจร

หน่วยเรียนทางการ: 4 กลศาสตร์เพิ่มเติม, สนามและอนุภาค

ดาวเทียมที่กำลังโคจรอยู่กำลังตกอย่างต่อเนื่องในขณะที่เคลื่อนที่ในแนวข้าง การอยู่ในวงโคจรไม่จำเป็นต้องให้สนามโน้มถ่วงหายไป

ความเข้มของสนามโน้มถ่วงคือแรงต่อหน่วยมวล แรงโน้มถ่วงสามารถทำหน้าที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลางสำหรับการโคจรแบบวงกลม สนามและศักย์ไฟฟ้าอธิบายปริมาณที่แตกต่างกัน

สำหรับมวลจุดหรือภายนอกมวลทรงกลม ความเข้มของสนามจะแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่าง ให้ใช้ระยะห่างจากจุดศูนย์กลาง ไม่ใช่แค่ความสูงเหนือพื้นผิวเท่านั้น

ระบุการประมาณการวงโคจรแบบวงกลมและละเลยแรงต้านอากาศพลศาสตร์ก็ต่อเมื่อมีเหตุผลสนับสนุน วาดแรงเข้าหาวัตถุกลางและความเร็วในแนวสัมผัสวงโคจร อย่าเพิ่มแรงออกด้านนอกเพียงเพราะเส้นทางเป็นวงกลม

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: ความเข้มของสนามคือ 8 หน่วย ที่ระยะ r จากแหล่งกำเนิดทรงกลม ที่ 2r, g2/g1=(r/2r)²=1/4. g2=8/4=2 หน่วย. แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อมวลทดสอบคงที่ลดลงในอัตราส่วนเดียวกัน

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ภาวะไร้น้ำหนักในยานอวกาศที่กำลังโคจรหมายถึงน้ำหนัก aparent น้อยในการตกอย่างอิสระ ไม่ใช่เพราะไม่มีสนามโน้มถ่วง

การวัดความร้อนและแบบจำลองอนุภาค

หน่วยเรียนทางการ: 5 อุณหพลศาสตร์, การแผ่รังสี, การสั่นและจักรวาลวิทยา

มวลสองเท่ากันได้รับพลังงานเท่ากันแต่แสดงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่างกัน คุณสมบัติของวัสดุกำหนดว่าพลังงานถ่ายโอนจะเปลี่ยนอุณหภูมิอย่างไร

ความจุความร้อนจำเพาะคือพลังงานที่ต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของมวลหนึ่งหน่วยหนึ่งองศา ความร้อนแฝงจำเพาะเกี่ยวข้องกับพลังงานกับการเปลี่ยนแปลงสถานะโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับกระบวนการในอุดมคติ

อุณหภูมิสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของอนุภาคในแบบจำลอง; พลังงานภายในรวมส่วนจากจลน์และศักย์ ในช่วงการเปลี่ยนแปลงสถานะพลังงานสามารถเปลี่ยนการจัดเรียงของอนุภาคแทนที่จะเป็นอุณหภูมิ

วัดมวลอินพุตไฟฟ้าและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของบล็อกที่ฉนวนกันความร้อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสัมผัสดี อนุญาตให้มีเวลาสำหรับการสมดุล และพิจารณาพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

โจทย์กำหนด: บล็อกขนาด 0.50 kg ได้รับพลังงาน 2,000 J และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 °C ใช้สูตร E = mcΔT จัดรูปใหม่จะได้ c = E/(mΔT) ดังนั้น c = 2,000/(0.50×10) = 400 J ต่อ kilogram ต่อองศา การสูญเสียความร้อนจะทำให้ค่าที่คำนวณจากอินพุตไฟฟ้ามีค่าสูงเกินจริง

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ส่วนราบเรียบของกราฟการให้ความร้อนสามารถบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงเฟส ไม่ใช่การขาดหายไปของการถ่ายโอนพลังงาน อย่าแทนที่อุณหภูมิด้วยผลต่างอุณหภูมิในสูตร E = mcΔT

แบบจำลองแก๊สและอุณหภูมิสัมบูรณ์

หน่วยเรียนทางการ: 5 อุณหพลศาสตร์, การแผ่รังสี, การสั่นและจักรวาลวิทยา

ภาชนะก๊าซปิดมีแรงดันเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกความร้อน อัตราส่วนองศาเซลเซียสไม่สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงแรงดันได้ เนื่องจากโมเดลก๊าซใช้อุณหภูมิสัมบูรณ์

ในโมเดลแก๊ส โมเลกุลเคลื่อนที่แบบสุ่มและความดันเกิดจากการถ่ายโอนโมเมนตัมที่ผนัง สมการแก๊สอุดมคติเชื่อมโยงความดัน ปริมาณสาร และอุณหภูมิสัมบูรณ์เข้าด้วยกัน

ที่ปริมาณและปริมาตรคงที่ ความแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน ที่อุณหภูมิและปริมาณคงที่ ความแปรผกผันกับปริมาตร ระบุตัวแปรใดที่คงที่ก่อนเลือกความสัมพันธ์

ใช้อุปกรณ์ที่ได้รับการอนุมัติที่มีช่วงอุณหภูมิและขีดจำกัดแรงดันตามที่ครูกำหนด อนุญาตให้ถึงสมดุลความร้อนและบันทึกแรงดันเทียบกับอุณหภูมิเคลวิน ห้ามให้ความร้อนภาชนะปิดที่ดัดแปลงเองเด็ดขาด

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: ความดันคือ 100 kPa ที่ 300 K, ด้วยปริมาตรและปริมาณคงที่. ที่ 330 K, p2/p1=T2/T1. p2=p1 T2/T1=100×330/300=110 kPa. การเพิ่มขึ้น 30 °C คือการเปลี่ยนแปลง 30 K, แต่อัตราส่วนอุณหภูมิต้องใช้ kelvin.

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ก๊าซในอุดมคติเป็นโมเดลที่มีเงื่อนไขความถูกต้อง อุณหภูมิศูนย์องศาเซลเซียสไม่ใช่ศูนย์ของการเคลื่อนที่ระดับโมเลกุล และพลังงานภายในไม่ได้กำหนดจากแรงดันเพียงอย่างเดียว

การเปลี่ยนแปลงนิวเคลียสและหลักฐานรังสี

หน่วยเรียนทางการ: 5 อุณหพลศาสตร์, การแผ่รังสี, การสั่นและจักรวาลวิทยา

เครื่องตรวจจับบันทึกจำนวนนับแม้จะนำแหล่งกำเนิดในห้องเรียนออกไปแล้ว ต้องพิจารณาพื้นหลังก่อนสรุปว่าทุกจำนวนนับมาจากแหล่งกำเนิด

การสลายตัวของกัมมันตรังสีเกิดขึ้นเองและเป็นแบบสุ่มสำหรับนิวเคลียสแต่ละตัว ช่วงครึ่งชีวิตอธิบายเวลาที่ใช้สำหรับนิวเคลียสที่ไม่สลายตัวครึ่งหนึ่งของกลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่ในการสลายตัว หรือสำหรับกิจกรรมที่ปรับค่าพื้นหลังแล้วลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง

ลบจำนวนนับพื้นหลังที่วัดในช่วงเวลาเดียวกันออก แยกแยะระหว่างการรับรังสีและการปนเปื้อน การป้องกันระยะห่างและลดเวลาสัมผัสสามารถลดความเสี่ยงภายใต้ขั้นตอนควบคุมของโรงเรียน

ใช้แหล่งกำเนิดที่ครูจัดการและกฎความปลอดภัยทางรังสีของโรงเรียน บันทึกช่วงเวลาการนับและทำซ้ำการวัดพื้นหลัง อย่าประมาณช่วงครึ่งชีวิตจากนิวเคลียสหนึ่งตัวหรือจากการอ่านค่าที่ไม่ได้ปรับฐาน

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

โจทย์กำหนด: อัตราการนับที่วัดได้ลดลงจาก 100 เป็น 55 ครั้งต่อนาที; พื้นหลังคือ 10 อัตราจากแหล่งกำเนิดคือ 90 และ 45 ดังนั้นผ่านช่วงครึ่งชีวิตไปแล้วหนึ่งรอบ หากไม่มีการลบค่าพื้นหลัง 55/100 จะบดบังช่วงครึ่งชีวิตที่แท้จริงในตัวอย่างนี้

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

วัตถุที่ถูกรับรังสีไม่จำเป็นต้องกลายเป็นกัมมันตรังสีโดยอัตโนมัติ ช่วงครึ่งชีวิตไม่สามารถทำนายเวลาสลายตัวที่แน่นอนของนิวเคลียสหนึ่งตัวได้

การสั่น, การสั่นพ้องและเฟส

หน่วยเรียนทางการ: 5 อุณหพลศาสตร์, การแผ่รังสี, การสั่นและจักรวาลวิทยา

เก้าอี้โยกได้แอมพลิจูดขนาดใหญ่เมื่อมีการผลักเข้ามาด้วยจังหวะที่ถูกต้อง ความถี่ของแรงขับเคลื่อนและแรงหน่วงช่วยกำหนดการตอบสนอง

การเคลื่อนที่เชิงเส้น简单 (SHM) มีความเร่งแปรผันตรงกับตำแหน่งการกระจัดและมีทิศทางเข้าสู่จุดสมดุล ระยะเวลาคือเวลาต่อหนึ่งรอบ ความถี่คือส่วนกลับของระยะเวลา แรงหน่วงถ่ายโอนพลังงานออกจากระบบสั่น

ความเร็วมีค่าสูงสุดใกล้จุดสมดุลสำหรับ SHM ในอุดมคติ ในขณะที่ขนาดของความเร่งมีค่าสูงสุดที่การกระจัดสุดขั้ว การสั่นพ้องสามารถเกิดขึ้นใกล้กับความถี่ธรรมชาติภายใต้การขับเคลื่อนแบบเป็นช่วง โดยแอมพลิจูดถูกจำกัดด้วยแรงหน่วง

วัดเวลาสำหรับการสั่นสะเทือนเต็มหลายรอบแล้วหารผลรวม ออกนิยามรอบการสั่นให้สอดคล้องกัน และใช้การกระจัดขนาดเล็กเมื่อแบบจำลองกำหนดให้ รักษาเส้นทางของลูกตุ้มให้ว่างเปล่า และบันทึกผลของการลดทอนแรงสั่นสะเทือนแทนที่จะสันนิษฐานว่ามีการเคลื่อนที่สมบูรณ์แบบ

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

โจทย์กำหนดให้: 20 รอบ ใช้เวลา 32 วินาที. T=เวลาทั้งหมด/จำนวนรอบ=32/20=1.6 วินาที. ความถี่=1/T=1/1.6=0.625 Hz. ช่วงเวลาในการวัดที่สั้นลงจะทำให้ข้อผิดพลาดจากปฏิกิริยาตอบสนองมีสัดส่วนใหญ่ขึ้นต่อค่าการวัด

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ไม่ทุกการเคลื่อนไหวซ้ำๆ คือการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกเชิงเส้น (SHM) แรงที่มีขนาดแปรผันตามการกระจัดแต่มีทิศทางออกจากจุดสมดุล จะไม่ทำให้เกิด SHM

ดาว รังสี และมาตราส่วน

หน่วยเรียนทางการ: 5 อุณหพลศาสตร์, การแผ่รังสี, การสั่นและจักรวาลวิทยา

ดาวสองดวงสามารถมีความสว่าง apparent เท่ากันได้ แต่มีความสว่าง actual (luminosity) ต่างกัน ระยะทางส่งผลต่อฟลักซ์ที่ผู้สังเกตได้รับ

ความสว่าง (Luminosity) คือกำลังไฟรวมที่ปล่อยออกมา; ฟลักซ์ (Flux) คือกำลังไฟที่ได้รับต่อหน่วยพื้นที่ สเปกตรัมของดาวฤกษ์บ่งบอกข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิพื้นผิวและองค์ประกอบ การหลอมรวมเปลี่ยนพลังงานเป็นแสงเมื่อนิวเคลียสเบาจับตัวกัน

สำหรับการแผ่รังสีแบบ isotropic โดยไม่มีการดูดกลืน ฟลักซ์จะสัมพันธ์ผกผันกับกำลังสองของระยะทาง ดังนั้นความสว่างที่สังเกตได้เพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถกำหนดค่าความสว่าง actual ได้

รักษาหน่วยระยะให้สอดคล้องกัน ระบุปริมาณที่เป็นคุณสมบัติภายในของดาว และแยกแยะหลักฐานจากการสังเกตกับแบบจำลองการวิวัฒนาการของดาว อย่าสับสนระหว่างขั้นตอนดาวยักษ์แดงกับเศษเหลือสุดท้ายที่เป็นไปได้ทุกชนิด

ตัวอย่างวิธีทำที่ตรวจสอบแล้ว

已知: ระยะทางเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในขณะที่ความสว่าง actual คงที่ ใช้ F เป็นสัดส่วนกับ 1/d². อัตราส่วนฟลักซ์ = 1/2² = 1/4. ฟลักซ์ขนาด 12 หน่วยจะกลายเป็น 3 หน่วย. ข้อสันนิษฐานนี้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในการดูดกลืนหรือกำลังขับของแหล่งกำเนิด

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ไม่คาดว่าจะเกิดซุปเปอร์โนวาจากดวงอาทิตย์ การเลื่อนไปทางแดงสามารถรองรับการขยายตัวของจักรวาลได้但并不意味ว่าทุกวัตถุใกล้เคียงต้องเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตทุกคน