學習重點 掌握科學定義句的「類別+特徵」結構,從組成、質量、電荷與功能辨認專有名詞。 比較α粒子、β粒子、中子及電磁輻射的質量,並分清楚「無電荷」與「無靜止質量」。 理解稀釋的操作與結果,熟悉 dilute、solvent、solute、concentration 等字詞。 能以英文說明自動增益控制與制動馬力,並交代其機制或測量位置。 利用「同一平面、等距、不相交」等必要條件,辨認平行線的英文定義。 核心觀念 一、輻射:先分物質粒子與電磁輻射 Radiation 指輻射。閱讀時可從 mass(質量)、charge(電荷)、energy(能量)與 penetration(穿透力)辨認類型。這些是不同的性質,不能由其中一項直接推論其他項。例如,沒有電荷不代表沒有質量,沒有靜止質量也不代表沒有能量。 類型組成或性質質量與電荷 Alpha particle,α粒子由兩個質子與兩個中子組成,即氦原子核四類輻射中最重的粒子(the heaviest type of radiation particle),帶正電 Beta particle,β粒子本文描述的是未附著於原子的電子,即β負粒子質量很小(small mass),帶負電 Neutron,中子存在於原子核中,核分裂時會釋出有質量,不帶電 Electromagnetic radiation,電磁輻射例如 X-rays(X射線)與 gamma rays(伽瑪射線),是電磁波而非物質粒子光子的靜止質量為零,不帶電 比較靜止質量時,可記為:α粒子>中子>電子(β粒子);電磁輻射的光子靜止質量為零。英文的 mass 是質量,charge 是電荷;neutral 或 uncharged 表示不帶電,不能解讀為沒有質量。 穿透力是另一個比較面向,一般而言:α粒子穿透力最弱,一張紙或皮膚表層即可阻擋;β粒子可被薄金屬板或塑膠阻擋;X射線與伽瑪射線穿透力強,需要鉛或厚混凝土屏蔽;中子則常以水、混凝土等富含氫的材料減速與屏蔽。注意:最重的不等於穿透力最強。 閱讀中的例子可協助定位資訊:uranium(鈾)、thorium(釷)與 radon(氡)涉及α輻射;tritium(氚)及 carbon-14(碳十四)會放出β輻射。碳十四定年利用其放射性:測量β粒子可得知化石中剩餘的碳十四量,進而推算生物存活的年代。 Fission 是核分裂。中子可引發後續核分裂,使連鎖反應持續;sustain 在此是「維持、使持續」,近義詞為 maintain、keep going。句型 If it weren’t for ..., ... wouldn’t ... 表示「若不是有……,就不會……」,用來凸顯某因素對目前情況的重要性。 二、稀釋:加入溶劑,使濃度下降 Dilution 是稀釋,動詞為 dilute,過去分詞為 diluted。基本操作是加入 solvent(溶劑),使溶液中 solute(溶質)的 concentration(濃度)降低。若沒有反應、流失或另加溶質,稀釋前後溶質的量不變,但溶液總量增加。 酒類加水以降低酒精含量,是本單元的典型情境。alcohol content 指酒精含量或濃度;bring down 表示降低,相當於 reduce 或 lower。加水使酒精所占比例下降,並非把酒精直接移除。 常用句型為 dilute A with B,表示「用B稀釋A」;被動式為 A is diluted with B. 例如:The solution is diluted with water to reduce its concentration.(此溶液加水稀釋,以降低濃度。) 三、自動增益控制:輸入改變,增益隨之調整 Automatic gain control(AGC) 是自動增益控制。Gain 指放大增益,也就是訊號被放大的程度。其基本原理為:依輸入訊號強弱,自動調整放大器的增益,使輸出訊號的振幅或電平維持相對穩定。常見於收音機、通訊接收機與錄音設備,以避免訊號忽大忽小。 輸入訊號變強時,系統降低增益;輸入訊號變弱時,系統提高增益。作答關鍵是輸入強弱、增益調整、輸出穩定三者之間的關係。實際系統有工作範圍及反應時間,因此英文以 relatively constant 或 approximately constant 表達,比宣稱輸出完全不變更精確。 英文解釋可寫:Automatic gain control is a system that automatically adjusts an amplifier’s gain according to the input signal level to keep the output amplitude relatively constant. When the input is strong, the gain is reduced; when the input is weak, the gain is increased. 四、制動馬力:引擎輸出軸上的有效功率 Brake horsepower(bhp) 是制動馬力,指在引擎輸出軸(曲軸)上測得、以馬力表示的有效功率,通常利用 dynamometer(測功機)測量。Brake 一詞源自以制動負載測量輸出的方式,不能按日常語意解釋成車輛煞車系統的馬力。 制動馬力已扣除引擎內部摩擦等機械損失,因此小於汽缸內氣體作功所對應的 indicated horsepower(指示馬力)。它也不能直接等同車輪端功率,因為引擎到車輪之間仍有傳動損失。 英文解釋可寫:Brake horsepower is the effective power delivered at an engine’s output shaft, measured with a dynamometer and expressed in horsepower. It is the power available after internal friction losses. 定義應交代「功率」及「引擎輸出軸」,不要只寫成引擎的力量或煞車能力。 五、平行線:同一平面、等距且不相交 Parallel 作形容詞時表示平行。平面幾何中,兩條相異直線若位於同一平面、彼此保持固定距離且延伸後不相交,即為平行線。英文定義可寫:Parallel lines are lines in the same plane that remain the same distance apart and never intersect. On the same plane 或 in the same plane 表示在同一平面;equal distance、the same distance apart 表示等距;never meet 與 never intersect 均可表示不相交。描述兩線關係時,常用 A is parallel to B. 常考陷阱 把無電荷當成無質量:中子不帶電,但有質量;電磁輻射的光子則是靜止質量為零。判斷前先確認題目問的是 mass 還是 charge。 誤判最重的輻射:本文明言α粒子是最重的輻射粒子;β粒子質量很小,不要因為中子「存在於原子核」就誤以為它最重。 把「最重」等同「穿透力最強」:α粒子最重,穿透力卻最弱;穿透力強的是伽瑪射線、X射線與中子。 把α粒子寫成單一質子:α粒子由兩個質子與兩個中子組成,不能把它的正電性與組成混為一談。 把本文的β粒子敘述擴大成全部情況:本文描述的是帶負電的β負粒子;核物理中另有涉及正電子的β正衰變,作答以本文所指為準。 混淆稀釋、調味與飽和:flavor 是調味;ginger 可指加薑調味;saturate 是使飽和。看到「加水以降低酒精含量」,應抓住濃度下降的機制,選 diluted。 以為AGC只會放大:自動控制包含提高與降低增益;若寫成「輸入越強、增益越高」,就顛倒了維持輸出穩定的方向。 混淆 amplitude 與 frequency:amplitude 是振幅,frequency 是頻率;AGC 的重點是調整增益以穩定輸出振幅或電平,而非改變頻率。 將 horsepower 解釋成力或扭矩:馬力是功率單位;force 是力,torque 是扭矩,三者不能互換。brake 也不是指煞車性能。 只憑不相交判定平行:空間中的歪斜線也可能不相交,因此必須注意「同一平面」的條件。generous(慷慨的)、innocent(無辜的)、tolerant(寬容的)均不表示幾何關係,只有 parallel 符合題意。 記憶口訣 輻射:「α最重穿最淺,β輕帶負電;中子無電仍有質量,光子靜止質量零。」 稀釋:「加溶劑、降濃度;溶質未失,總量增加。」 AGC:「強訊號降增益,弱訊號升增益,輸出振幅保穩定。」 技術定義:「制動馬力看軸端;平行先看同平面。」