根据自己的教学经验、对IB大纲的研读和真题的研究,针对IB Physics的每一小节,原创编写了一套问题(check- yourself questions),供IB物理学习者在章节学完之后对照问题自我检测,查漏补缺。问题涉及范围紧扣现行的Physics Guide,力求不漏知识点,也不涉及考纲外内容,旨在提高同学们的学习效率。
为何设计成提问的形式而非知识点的总结?这是基于“回想(Retrieve)”的学习技巧。
“回想”是相对于反复看教材,看笔记,看视频的重复理解式学习法而言的,对着问题回忆出曾经理解过了的知识(即回想)是学习者的大脑进行搜索、重建的活动,而反复的看学习材料只是在重复性的理解,理解,再理解。科学研究表明,前者的学习效果远远优于后者,这里的学习效果包括但不局限于对知识的记忆。
8.1 Energy sources
Part 1: Some basics
如何定义某种fuel resource的specific energy 和energy density?它们的单位分别是? 两个量之间有何关系?
如何画出某能量转换过程中的Sankey diagram?给定的Sankey diagram如何理解?
Energy source如何分为primary energy source和secondary energy source?Primary energy source有哪些典型例子? Secondary energy source有哪些典型例子?
如何区分 renewable 和 non-renewable energy sources?
Part 2: Fossil fuel power station
Fossil fuel power station, nuclear power station, wind generators, (pumped storage) hydroelectric systems, 以及 solar power cells 是如何发电的?每种power station中的energy transformation/transfer是如何发生的?
Part 3: Pumped storage power station
Pumped storage hydroelectric system是如何设计的?它是如何获得经济效应的?如何计算hydroelectric system 的power output?
关于nuclear power station,有什么安全风险?其中 control rod,moderator和heat exchanger具体是什么作用?
Part 4: Photovoltaic cells and solar heating panels
Photovoltaic cells 和 solar heating panels 是什么基本原理?有什么区别?
Part 5: Wind power
Wind generator产出的power是如何计算的?解释公式中每一个字母。这一公式有什么局限性?基于了哪些假定?Wind generator有哪些损耗能量的地方?如果wind从generator输出时的速度不为零,如何计算generator的power?
8.2 Thermal energy transfer
热传导的三个方式是什么?Conduction的发生有条件吗? Convection的发生有条件吗? Thermal radiation的发生有条件吗?
什么是black body? (两个方面的特性)什么是black body radiation?Radiation的spectrum的两个轴分别是什么?什么是Wien’s displacement law?
什么是Stefan-Boltzmann law?假设某sphere是blackbody,如何计算其表面处emission的intensity?
什么是albedo?什么是emissivity?通常两个有何相关性?
什么是the solar constant?实际是个什么物理量?什么是 the green house effect?有哪些温室气体?什么是enhanced green house effect?在整个解释中,我们又涉及到:从太阳到达地球的电磁波的主要频率成分在什么段?温室气体对此频段的能量吸收得多吗?地球emission的energy的主要频率在什么段?温室气体对此频段的能量吸收得多吗?生活中是否有green house effect的例子?太阳与地球emission的能量为何主频不同?
一个处于thermal equilibrium的system,需满足什么能量方程?如果地球没有atmosphere,如何估算地球的surface temperature?如果考虑了地球的atmosphere,并假设atmosphere是grey body(albedo约0.3)并对太阳过来的radiation transparent,地球是black body,如何估算地球的surface temperature?此公式是基于哪个对象的热力学平衡得到?