JATOM.GIF (4643 bytes) 一般而言,人的密度是多少?何謂「粒子加速器」?根據克卜勒行星運動定律,為什麼相同時間所走的面積一樣?(彰化縣/彰化高中/一年級/張登堪)

2. 何謂「粒子加速器」?

維尼哥哥

粒子加速器是世界上最大、最複雜、需要高度技術才能製造的機器,但是其研究的對象,卻是宇宙間最小的物質。

粒子加速器用於研究原子核及其組成物質的特性,方法是利用加速器,使研究對象和某些特定的物體碰撞,然後以碰撞的結果,來探討研究物的本質。

粒子加速器又叫做「原子擊破器(atom smasher)」,因為其原理就像用高速飛行的子彈擊碎目標物一樣,加速器將次原子粒子(如電子、質子)當作子彈,以擊碎原子。但是,要擊碎原子,需要極高的能量,所以,粒子加速器必須把當作子彈的粒子加速到極大的速度才行。加速的方法,是利用電磁場的作用,使粒子在軌道中得到極高的速度,甚至接近光速。以目前的科技,加速器所能加給粒子的能量,已遠超過使原子核分裂的能量。

一般作為子彈的粒子,都是由分離氫原子的方法取得。科學家將氫原子置於強電場或強磁場當中,使電子和質子分離,形成兩群自由粒子,然後,將電子群或質子群輸入加速器中,加速成粒子束打擊目標。


3. 根據克卜勒行星運動定律,為什麼相同時間所走的面積一樣?

陳正鵬老師

克卜勒發現:太陽與行星的連接直線,在相同的時間內,掃過相等的面積,這是克卜勒第二定律(等積定律)。

為什麼呢?因為行星在沿著公轉太陽的軌道運行時,速度並不是固定的,當行星接近太陽時,連線最短,但是速度最快;而當行星遠離太陽時,連線最長,速度卻最慢,因此,在相同時間內,所掃過的面積是一樣的。

克卜勒這個定律,是以長期對火星觀測所得的數據,經過複雜的計算所得出的結論。