學習方法 – 108課綱物理新增章節 – 不確定度

各位剛升上高二的同學們!
如果有選修物理力學的,應該遇到”不確定度”這個章節了吧!
這是一個108課綱才放進去的概念,那麼跟我們國中學的測量值有什麼不同呢?

相信大家還有印象,國中所學的測量值,是根據儀器的最小刻度量出精確值以外,再往後增加一位的估計值。舉例來說,拿一把最小刻度1cm的尺來量測一隻鉛筆,筆尖剛好在第十格處,我們就會把測量值寫作10.0cm。

但是來到高中,同學們對於實驗科學的態度得更進階、更嚴謹。
請大家先記住一句話,凡是測量,必有誤差
以剛剛的例子來說,如果請其他同學來量測,筆尖還是剛好是在10cm處嗎?或者你用的尺真的準確到每一格都是1cm嗎?

好,如果測量必定有誤差,那代表你永遠不知道那支鉛筆的真實長度(一般稱作真值);而你不知道那隻鉛筆長度的真實長度,測量出來的結果跟真值的差距有多少,不就也不會知道嗎?

上面那段話如果覺得頭昏腦脹,那我們直接往下看重點。
既然我們知道測量必定有誤差,代表測量結果不能被肯定為真值
但是我們總可以對這個測量結果的確信程度打分數吧!?
這就是所謂的不確定度
如果不確定度越低,那就代表這個測量結果是越可信的。

國際標準化組織對於不確定度有A、B兩種分類。

A類不確定度

如果是採取統計分析這樣的方式來測量,就歸類為A類不確定度
假設今天採取甲乙兩組,每位成員量一枝鉛筆長度來取平均。

甲組五位同學,五個數據
9.6 , 10.2 , 10.4 , 9.7 , 10.3
平均10.07。

乙組三位同學,三個數據
15.4 , 8.4 , 5.8
平均 9.87。

可見乙組量出來的數據不僅樣本少,標準差還很大。
同學們有沒有覺得乙組量出來的數據比較不可信,不確定度比較高呢?

B類不確定度

B類不確定度是針對不是第一手資料而帶來的可信度差異,比如說從別人告知或其他資料得到的測量值,或者是估讀儀器數據由機器告訴你的測量值,這些方式當然都存在不確定度。舉例來說像同學們量體重,螢幕顯示的值是60kgw,但有沒有可能儀器將落在59.5到60.4之間其中的任意數都顯示為60kgw呢?既然測量值不可肯定,不確定度的概念是不是就顯現而出了?

這個章節內其實還有搭配著一些統計學的公式要計算,但老師還是認為同學們先弄懂概念跟原因,才能事半功倍,不管題型怎麼變化都能得心應手。

共價網狀固體的What – How – Why

What

非金屬原子和非金屬原子之間,利用共價鍵形成無限延伸的結構。

How

因為無限延伸,所以沒有分子式,看到的化學式皆為簡式(實驗式)
因為無限延伸,所以熔化的時候要打斷所有的共價鍵:熔點極高;大考出現過的共價網狀固體熔點皆有1000度以上。

Why

準備上建議從考古題出發,也就是直接整理學測和指考考過的共價網狀固體即可。

石墨/化學式為C

熔點極高,有3000多度,平面結構,可導電,有共振結構。

金剛石/化學式為C

熔點極高,有3000多度,立體結構,硬度高;鑽石就是特殊切割之後的金剛石。

石英/化學式為SiO2

熔點1000多度,立體結構,常見礦物,學名二氧化矽。

矽/化學式為Si

熔點1000多度,立體結構,類金屬,半導體產業原料。

碳化矽/化學式為SiC

熔點2000多度,立體結構,硬度高,俗名金剛砂。

因為熔點極高,所以以上的例子在常溫常壓下都是固體

學習方法 – 110學測的自然準備 物理/化學/地球科學

重點先講在前頭:高三自然科的選修部分盡量學習、吸收

高中學測的自然科包含了四個科目,物理、化學、生物、地球科學。
其中有名的就是生物部分往往都會出現一兩題超過基礎生物範圍的題目,對於生物有興趣,之後也想要走三類科系的考生,不如就好好處理高三的選修生物部分吧!

以下列舉一些重要關鍵字

物理部分

高一物理著重在觀念:四大作用力水波的性質克卜勒第二運動定律電磁感應都卜勒效應量子力學
計算的部份請注意高一物理的克卜勒第三運動定律和高二物理的碰撞(第二次模擬考範圍)。

化學部分

計算注意化學劑量濃度反應熱
觀念必備有機化合物的官能基(第二次模擬考範圍)和氣體的製備沈澱表
氣體的製備可參考這篇:學測化學整理筆記:氣體的製備
實驗要注意介面活性劑(第二次模擬考範圍)和電池

地球科學

可參考這篇
地球科學:相對濕度/乾絕熱直減率/濕絕熱直減率
地球科學:實際水氣壓/飽和水氣壓/相對濕度/露點溫度
基本上建議在暑假就把地球科學的全部範圍念完,之後只要複習就好,目的是把時間省下來好好準備高三的選修科目

這些重要關鍵字還記得多少呢?如果記憶很模糊的話,不如直接從這些關鍵字開始吧!

從新聞找素養題的題材

陳老師將最近的新聞,嘗試題目化模擬敘述如下:
最近因為錢櫃大火喪生五條人命,調查方向往電線走火去了解,這個電線走火可能是因為測距儀充電的時候,超過插座的電流附載造成。

電線接觸不良起火

試問
第1題: 假設插座的電流附載是20A,目前家中的常用電器有電鍋800W、烤箱1200W 、電磁爐1400W、咖啡機500W、飲水機700W,那要怎麼使用才能安全用電?
第2題: 對於延長線的使用要避免哪些情況,以防走火?
第3題: 請說明保險絲的斷電機制
第4題: 你知道消防噴水裝置的酒精球的作用嗎?請解釋

什麼叫做素養題,上面的例子是一種基本呈現方式,就是生活素養+自然科的應用。希望身為考生的您,看到新聞可以有感覺了!

優競不只是成就你考上大學,有生活的感覺才有素養,你對未來也才更有目標~