2012年2月28日 星期二

電磁輻射 Electromagnetic Radiation

化學原理啟迪294
1.     能量通過空間的其中一個方法是透過電磁輻射electromagnetic radiation傳導,太陽光線、微波爐裡的微波、牙醫用的X光線、醫生偵測身體使用的核磁共振電波……等等,都是電磁輻射。
2.     以上列舉的各種輻射能量,表面上看起來不同,但它們都同樣有的行為模式,它們在真空中移動速率等於光速;我們稱這種能量為「電磁輻射」,因為它同時具有電場磁場
3.     電磁輻射的電場波與磁場波,各在不同的平面上,電場的波與磁場的波活動的平面彼此垂直,擺動的節奏一致,一起朝同一個方向前進穿越空間。
4.     波的特性有三:(1)波長。(2)頻率。(3)速度
5.     波長(希臘文λ)是指一個波的2個高峰或2個凹谷之間的距離;頻率(希臘文ν)每秒穿過空間中的某一點的波數。因為各種電磁波都是以光速移動,所以短波長的電磁波必定是高頻率的。
6.      下面三種波以固定(相同)的速率通過一段相同長度的距離。特別留意最短的波長(λ3)頻率最高,最長的波長(λ1)頻率最低
7.     這代表波長頻率之間存在「倒數關係」:λ∞1/ν。波長與頻率的倒數成比例,意思是波長愈長,頻率相對地愈低;波長愈短,頻率相對地愈高。
8.     「波長」乘「頻率」等於「光速」
λνC
注:λ是波長,單位公尺;ν是頻率,指每秒週波數;C是光速,光速的精確數值是2.99792458×108m/s。在SI系統,每秒週波數稱為hertzHz)。
9.    電磁輻射的分類如下:
10.   輻射提供傳遞能量的重要管道,舉例來說,太陽傳遞到地球的能量主要是可見光與紫外線輻射;煤礦燃燒的熱能透過紅外線輻射傳遞;微波爐運作時,食物中的水分子吸收微波輻射後運動變得劇烈,水分子運動的能量透過碰撞傳遞到其他的分子,造成食物的溫度上升。
n    翻譯編寫Steven S. Zumdahl Chemical Principles  ,圖片來源:維基百科、Astronomy.swin.edu.auEmc.maricopa.eduSci.uidaho.edu《浮光掠影‧攝影筆記》中華民國後備憲兵論壇

徐弘毅:
1.   面對錯綜複雜難解的現象,不斷提出問題、比較、分類、下定義、實驗證明,尋找理性的規則,建立解決問題的執行步驟程序,就是科學的精神。
《巴哈 布蘭登堡協奏曲》

2.   當科學家發現某一種輻射能量,同時具有電性磁性,他們應該會想,電與磁之間有什麼關係?電與磁之間存在什麼樣的相似性?電流可不可以轉換成磁場?具有磁性的物質可不可以轉換成電流?
3.   當科學家發現各種電磁輻射都有的行為模式,在真空中的移動速率等於光速,他們就找到各種電磁輻射的二個共通性:一、電磁輻射都是波;二、電磁輻射都是光的衍生物(各種電磁輻射都是從光變形而來的)。
4.   電磁輻射都是波,波有什麼特質?波會反射、折射,電磁輻射會反射嗎?電磁輻射會折射嗎?每種波的波長、頻率不同,我們可不可以用波長、頻率來對電磁輻射進行分類呢?波有基本單位「週波」,電磁輻射有最小的基本單位嗎?如果電磁輻射是由最小的基本單位組成,這樣不是跟元素組成分子很像嗎?
5.   電磁輻射都是光的衍生物,電、磁和光之間有什麼關係?電流能不能轉換成光線?光線能不能轉換成電能?磁性能不能轉換成光線?光線能不能轉換成磁性?
6.   煤礦燃燒的熱能透過紅外線輻射傳遞,微波爐的微波可讓食物的溫度上升,顯然電磁輻射能夠發出熱能,熱能與光能、電能、磁能之間有什麼關係?能不能互相轉換?我們可不可以用熱能的概念來計算光能、電能和磁能的能量大小呢?熱能是不是一種波?熱能有沒有最小的基本單位?
7.   波的頻率如何測量?舉例來說,在大溪慈湖有一隻鷺鷥伸出牠的長喙到水池中,衝擊的力道在水面掀起一波波的漣漪,池塘旁有幾片蓮葉,我們以蓮葉其中一個曲折的位置為標準點,數一數每分鐘撞上蓮葉的漣漪有幾個,得到的數字就是頻率。 
8.   由於電磁波(包括光線)的移動速度很快,我們計算的電磁波的時間單位是每秒通過某個點的波數(週波數)。
9.   什麼是波長?能量從波的某一個點上下震盪再回到原點的過程,所走的距離,稱為波長。電磁輻射的行進動線就像南科迎曦湖的鋼構彩帶無限延伸下去的曲線,二個最高點波峰之間的距離是波長,最低點波谷之間的距離也是波長。
10. 電磁波的「波長×頻率」,會等於「電磁波的速率」,因為頻率是每秒的週波數,頻率乘上波長之後,每秒的週波數就變成每秒移動的距離,符合速率的定義。
11. 電磁波在真空狀態下的速率跟光速一樣,公式:電磁波的波長×頻率=光速λνC,是指在理想的真空狀態下,如果不是在真空狀態,實際的情況下不同電磁波的移動速率應該會有些差異。

2012年2月27日 星期一

BMW 120d 2.0D

【摘要2.26.2012MSNBMW 1系列自2004年誕生以來,一向擔綱品牌重要的入門車種,BMW原廠於20116月份發表第二代大改款1系列,期望沿續全球銷售佳績。
底盤代號為F20的第二代1系列五門掀背跑車,120d則是搭配時尚都會感的Urban Line車型展開販售,而大改款後的第二代1系列有著車長4,324mm、車寬1,765mm以及車高1,421mm較首代車型放大的尺碼,而且軸距也拉長至2,690mm,藉此帶出更加寬足的車室空間。
而在造型部份,肌理分名的引擎蓋摺線向前拉伸,接著以招牌的雙腎水箱護罩為中心向外放射出的兩道線條,勾勒出獨特的橫置「V」型輪廓,並以大型類三角形HID氙氣頭燈組嵌入其中。
頭燈組除了俱備BMW經典的天使環日行燈組之外,上緣還新導入了LED晝行燈,整體看來,新世代1系列的臉孔較前代車型更具精神。
此外,120d Urban Line的一大特點,乃是前霧燈週緣採用與車色相同的飾板處理,同時下緣也改採白色高光澤飾條,水箱罩則換用11柵式白色肋條,與118i Sport Line8柵式黑色肋條展開截然不同的都會風範。
除了車頭部份與118i Sport Line有所不同之外,在輪圈部份120d Urban Line則是標配塗有高光澤亮白烤漆的17V型輪圈,與車頭白色水箱罩柵欄以及前保桿飾條相互輝映,另外,後視鏡外蓋也可選擇與車身同色或是白色。
外型與時俱進,在內裝設計上也較首代車型平實簡單的質感向前躍進不少,新世代1系列不僅僅換上了新的三幅式運動化多功能方向盤,中控台也全面更新,並採不對稱的設計方式,透過自手套箱上緣開始劃出至中央鞍座的線條,明顯區隔出駕駛與副駕駛的獨立區域。而中文化iDrive控制系統搭配6.5吋顯示螢幕則列為標配。
動力單元部份,120d Urban Line所採用的2.0TwinPower Turbo直列4缸柴油引擎,擁有第3代燃油共軌直噴以及可變幾何渦輪技術,於4,000rpm時可輸出184匹最大馬力,1,750rpm38.8公斤米最大扭力變開始湧現,所搭配的變速箱則是調校稍有不同的8Steptronic手自排變速箱,使其靜止加速至100km/h7.3
操控科技部份舉凡DSC動態穩定控制系統、DTC動態循跡控制系統、ABS防鎖死煞車系統等重要科技,皆列為全車系標配,並且還可支援Eco Pro節能駕駛模式,而在安全部份也是全車系標配雙前座氣囊、雙前座側邊氣囊、前後座頭部氣簾、預束式安全帶等。

2012年2月20日 星期一

單胞藻十分類似古代的綠藻

生物學的歷史97
1.   單細胞的綠藻:「單胞藻Chlamydomonas」,可能十分類似古代的有機體綠藻的祖先。
2.   單胞藻有許多物種生活在溝渠、池塘和淡水中,也常生活在土地裡。一個單胞藻,形狀是卵型的,前頭有二個鞭毛,身體裡面有很大的杯狀葉綠體
3.   單胞藻通常會無性生殖分裂成4個、8個、16個或更多的子細胞,這些子細胞會長出細胞壁和鞭毛,然後打破母細胞跑出來,成為「遊走孢子zoospores」。
4.   遊走孢子是會活動、無性生殖的細胞,不過它們並不是像精卵那樣的「配子gametes」。很快地,每個遊走孢子都長大,完全了無性生殖循環。
5.   在某些情況下,單胞藻會以「有性生殖」當成生命週期的主要型態。成熟的單胞藻有絲分裂產生許多「配子細胞gamete cells」,這些「配子細胞」發展出細胞壁和鞭毛以後,就從母細胞裡面跑出來。
6.   然後,2個配子細胞結合(類似精卵結合),產生一個「雙倍體diploid」細胞—接合子zygote,接合子會長出很厚的細胞壁。
7.   當外在環境適合生長,接合子就會發育,透過減數分裂繁殖出4個(或8個)新的鞭毛單倍體,然後從接合子跑出來,到外面有水的環境生活。這些新細胞很快地成熟長大,並且完成有性生殖循環。
8.   多數單胞藻物種的有性生殖模式單純,所以,它們是研究有性生殖產生方式的好教材。
9.   這些配子的外觀十分相似,沒有辦法分辨誰是雄配子(精),誰是雌配子(卵),這種情況稱為「同型配子isogamy」;這很可能是藻類的原始型態。
10. 「單胞藻chlamydomonas」的「同型配子isogamy」,除了體型小一點之外,跟母細胞非常相似;「同型配子isogamy」可看作是小號的單胞藻,它們會互相結合,這種行為就像精卵之類的「配子」。
11. 單胞藻的生命模式,很可能就是古代生物的情形,演化到後來,配子特化成有陰陽二性細胞(精或卵),這就是多數高等植物和動物的特徵。
n     翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》;圖片來源:Biologyjunction.com、維基百科

徐弘毅:
1.   成熟的單胞藻有「粒腺體」與「葉綠體」,粒腺體是動物細胞攝取能量的胞器,葉綠體與粒腺體是植物細胞攝取能量的主要胞器。
2.   依據內共生理論,葉綠體或粒腺體很可能是寄居在一個大細胞內的小細胞。那麼,單胞藻就是同時被葉綠體與粒腺體寄居。這樣有什麼生存優勢嗎?
3.   葉綠體能夠捕捉太陽的能量,協助身體代謝、合成澱粉等醣類分子儲存能量。葉綠體製造的澱粉等醣類分子,被胞器消化之後,粒腺體能夠把澱粉等醣類分子食物,轉換成胞器需要的能量貨幣ATP,源源不絕地供應能量。
4.   單胞藻同時有葉綠體與粒腺體,就像同時擁有二座發電廠,如果它在自然界的競爭對手只有一座發電廠,那麼,單胞藻就是最有競爭力的。
5.   葉綠體有太陽光照的時候,吸收「二氧化碳」,排放「氧氣」與「水」。粒腺體吸收「氧」,排放「二氧化碳」。有太陽的時候,粒腺體吸收的剛好是葉綠體的排放的產物。
6.   單胞藻自己就是一個平衡的生態系統,它讓二種寄居的物種,粒腺體、葉綠體在自己的體內找到共生的平衡點。
7.   粒腺體、葉綠體進入單胞藻,也刺激單胞藻內原有的胞器演化出新的功能,更有效分工,例如能修飾、分配蛋白質的高基氏體。自然界的地球生態,動物(粒腺體族群)與植物(葉綠體族群),就像是單胞藻體內平衡系統的放大版。
8.   不同的族群要共生,社會或組織必須有一套公平正義的標準,讓每個人自由競爭,按照個人所行來報應,然後社會才能達到生態平衡。
9.   基督教的誕生,就是因為耶穌、保羅訂下各種「大的服侍小的」道德標準,使徒全力以赴實踐,才使得各種人才都願意在教會中發揮才能。美國、英國、德國就是以基督教教會為雛形發展出來的社會,也成為國際上最重視人權與公平正義的國家。
10. 「基督徒的生活守則」,就是基督徒平常生活的時候,要互相提醒、互相學習的生活重點,每一個項目都要熟練,要有誠意
11.基督徒的生活守則【達羅馬人書129~21節】愛人不可虛假;惡要厭惡,善要親近。
12.愛弟兄,要彼此親熱;恭敬人,要彼此推讓。 殷勤不可懶惰。要心裡火熱,常常服事主。
13.在指望中要喜樂,在患難中要忍耐,禱告要恆切。聖徒缺乏要幫補;客要一味的款待。
14.逼迫你們的,要給他們祝福;只要祝福,不可咒詛。 與喜樂的人要同樂;與哀哭的人要同哭。(要有同理心
16. 不要以惡報惡;眾人以為美的事要留心去作。若是能行,總要盡力與眾人和睦。
17. 親愛的弟兄,不要自己伸冤,寧可讓步,聽憑主怒(或作:讓人發怒);因為經上記著:主說:伸冤在我;我必報應。


1.    "看起來,原始的綠藻沒有明顯動植物的區分。" 植物細胞也有粒線體,所以粒線體的有無應該不能作為區分動植物的標準。
2.    "單胞藻就是同時被葉綠體與粒腺體寄生" 因為雙方都得利,所以應該算是一種互利共生,而不是寄生。
3.    單胞藻不會吞噬其他微生物,營養來源完全來自日光,因此粒線體的原料來源應是儲存的澱粉及蛋白質,不是食物。
4.    根據內共生假說,在葉綠體入侵以前,高基氏體已經演化出現,並不是入侵之後才出現的。
以上是本人幾點淺見,希望這篇整理完善的好文章更完善精確,如有錯誤,請不吝指正吹毛求疵的某高中生

徐弘毅回應網友:
1.     「看起來,原始的綠藻沒有明顯動植物的區分。植物細胞也有粒線體,所以粒線體的有無應該不能作為區分動植物的標準。」你說得對,粒線體存在於動物與植物中,他們都能進行呼吸作用,植物的特徵是能捕捉太陽能的葉綠體,我已經修改了。
2.     「單胞藻就是同時被葉綠體與粒腺體寄生"因為雙方都得利,所以應該算是一種互利共生,而不是寄生。」一般的語言習慣認為,「寄生parasitic」有利用宿主、榨乾宿主的負面意思,因此Carol H. McFadden, William T. Keeton用「居住resident」在宿主host體內來說明
3.     但是葉綠體與粒腺體住在單胞藻體內,翻譯成「居住」又會有一種誤解,就是居住的意思是葉綠體與粒腺體是「住戶」,單胞藻是「房子」,「住戶」與「房子」之間的關係是房子保護住戶,住戶並沒有提供什麼利益給房子,房子折舊了,住戶就可以離開了,這是一種片利關係,而不是互利共生關係,所以翻譯成「居住」,也好像意思不太精確。
4.     也許翻譯為「單胞藻內是同時被葉綠體與粒腺體寄居」會更恰當。但是我認為實際上葉綠體與粒腺體的謀生方式就是寄生在單胞藻內,屬於一種對宿主有利的寄生,是符合互利共生原則的寄生。維基百科把粒腺體翻譯為「寄主」,也是把粒腺體看成是一種寄生。
5.     我認為互利共生的情況應該分為二類,第一類是寄居或寄生,第二類是混居
6.     一、寄居或寄生:這種情況是二種互利共生的生物,其中一種生物入侵到另一種生物的體內居住,例如固氮細菌生長在豆科植物的根瘤內,能消化纖維質的微生物居住在牛的消化道內。
7.     二、混居:二種互利共生的生物各自獨立,緊密靠在一起生活。海葵住在寄居蟹背上,海葵觸手保護寄居蟹,寄居蟹提供食物給海葵;地衣由藻類和真菌組成,藻類住在真菌的菌絲縫隙間,真菌提供二氧化碳、水分、礦物鹽和保護給藻類,藻類進行光合作用提供碳水化合物和氧給真菌。
8.     「單胞藻不會吞噬其他微生物,營養來源完全來自日光,因此粒線體的原料來源應是儲存的澱粉及蛋白質,不是食物。」我說的粒腺體的食物是指葉綠體光合作用的產物,包括澱粉及蛋白質,我加上註解說明。
9.     「根據內共生假說,在葉綠體入侵以前,高基氏體已經演化出現,並不是入侵之後才出現的。」高基氏體確實在葉綠體入侵之前已經演化出現。
10. 「單胞藻自己就是一個平衡的生態系統,它讓二種寄居的物種,粒腺體、葉綠體在自己的體內找到共生的平衡點,也因此有餘裕演化出更精密的胞器,例如能修飾、分配蛋白質的高基氏體。」意思是粒腺體、葉綠體進入單胞藻,會刺激單胞藻內的原有胞器演化出新功能,更能有效分工。我修正文句了。
11. Carol H. McFadden, William T. Keeton所著的Biology-An Exploration of Life853頁指出「大部分的研究相信,核膜是比較早出現的特徵,在與粒腺體共生之前就已經存在。……而粒腺體的內共生適應和內質網、高基氏體的發展則在核膜之後出現,葉綠體則是最後加入的。
12. 依據這一段描述,演化順序是:1.宿主真核細胞的核膜。2.入侵真核細胞寄居的粒腺體與內質網、高基氏體互相適應演化。3.葉綠體加入真核細胞寄居,再次刺激真核細胞的胞器互相適應演化。
13. 如果沒有粒腺體也沒有葉綠體,真核細胞必須自己捕捉食物,自己消化食物,自己把食物變成能量分子ATP
14. 粒腺體進入真核細胞後,粒腺體分攤製造能量分子ATP的工作,因此真核細胞不需要自己製造能量分子,只要強化捕捉食物與消化食物的能力就可以了,這促成某些胞器退化消失或原有的功能退化,或舊有的胞器蛻變出新功能,內質網與高基氏體可能是原有的胞器退化之後產生的新胞器,也可能是原有胞器蛻變新功能。
15. 在葉綠體沒有進入真核細胞之前,真核細胞是必須對外捕捉食物來生存;葉綠體進入真核細胞共生之後,真核細胞可以透過捕捉陽光、固定空氣中的碳來製造碳水化合物;面對截然不同的謀生方式,宿主真核細胞內的內質網與高基氏體等胞器的功能又會再度演化,適應現實的需求。