三十六雨網路休閒網文分享 09.07 用氣壓測量高度

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鮮花(164)

樓主發表於: 2008-09-07 08:35

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09.07 用氣壓測量高度

以下是哥本哈根大學物理系學位考試的一條問題﹕「說明如何用氣壓計去
斷定摩天大廈的高度﹖」

　　有考生答﹕「將一條長長的繩子綁在氣壓計上﹐然後將氣壓計從摩天
大廈的天台吊到地面。繩子的長度加上氣壓計的長度便是大廈的高度。」

　　這個高度原創的答案把考官氣得馬上給了考生不及格。考生以答案無
可置疑地正確為理由上訴﹐大學委派了獨立仲裁員去辦這一件學案。仲裁
員裁定答案確是對的﹐但答案沒有顯露出多少物理學知識。

　　為了平息這場風波﹐校方決定傳召考生﹐給他六分鐘用說話說出一個
顯示出對物理學基本原則的最低限度的理解。頭五分鐘考生坐著默不作
聲﹐撫額沉思。仲裁員提醒考生時間要到了﹐考生卻回答說他有幾個極之
切題的答案﹐但他無法決定用哪一個作答。經再次催請之後﹐考生回答如
下﹕「首先﹐你可以將氣壓計帶上摩天大廈的天台﹐拋出街外﹐然後量度
氣壓計的著地全程所需的時間。大廈的高度便可用H = 0.5g x t 平方的方
程式算出來。」

　　「或許如果天上有陽光﹐你可以量度氣壓計的高度﹐然後將氣壓計豎
立起來量度它的影子的長度。然後量度摩天大廈的影子的長度﹐如此以下
就可輕易地用比例算術來推斷出大廈的高度。」

　　「但要是你想要高度科學化﹐你可以將一短截繩子綁在氣壓計上﹐然
後將氣壓計當鐘擺搖晃﹐先在地面、接著到摩天大廈的天台。高度可從重
力性還原力T = 2pi 平方根(1/g)的差異求出。」

　　「或者如果摩天大廈有外露式樓梯﹐可能這樣更容易﹕徒步走上樓
梯﹐用氣壓計的長度分段量度摩天大廈的高度﹐然後將所有分段長度加起
來。」

　　「如果你但求乏味平穩﹐當然啦﹐你可以用氣壓計量度摩天大廈天台
的氣壓和地面的氣壓﹐然後將氣壓差由微巴換算做英尺﹐從而求出大廈的
高度。」

　　「但因為我們老是被教誨要獨立思考和應用科學方法﹐不用說最好的
方法就是敲清潔工人的房門﹐然後問他﹕『你想要一個精美的氣壓計的
話﹐我可以將我的這一個給你﹐但你要告訴我這所摩天大廈的高度。』」

　　那一位考生就是Niels Bohr﹐他發現的新原子模型(Bohr’s Model)及
其幅射而得到諾貝爾物理學獎的丹麥人。

　

http://bwc.hkcampus.net/~bwc-phys/Physicist/Bohr.htm