機械工程 94 年物理考古題

請說明熱力學三大定律，並分別以生活實例解釋之。 （25 分）

㈠太空船能夠以接近固定的速率環繞地球運行，不受地球重力的吸引而下墜，請以 物理的力學觀點解釋之。（10 分） ㈡太空船能夠在無重力、且空氣稀薄的太空中移行、轉彎或重返地球，主要是依靠 何種動力來源？其依據的物理法則為何？（10 分） ㈢太空人能夠飄出太空艙暴露在太空中漫步，此時主要需要考慮那些物理問題，以 保護太空人的安全？（5 分）

㈠根據電磁波的特性，假設一平面電磁波的電場沿x 軸作震盪，且其電場分量可表 示為 ) sin( t mz Em ω − ，其中m 代表波數，ω 代表角頻率，則此平面電磁波的磁場應沿 何軸震盪？磁場的振幅為何？(以電場振幅Em 及光速c 表示之) （10 分） ㈡上題中平面電磁波的能量傳播方向和大小為何？平面電磁波的速度若干？(以波數 m 和角頻率ω 表示)（10 分）

解釋何謂反射光的全偏極化現象(fully polarized reflection)。假設一條未偏極化的光 束在折射係數(refraction index)1.33 的水中入射至折射係數1.8 的透明物質中，此時 光的全偏極化角度應為多少？（10 分）

㈠質量m、且繞著一旋轉軸以角速率ω 運動的物體，如何表示其轉動慣量 (rotational inertia)或慣量距(moment of inertia) ？其推導過程及物理意義為何？ 此時轉動物體的動能為何？（10 分） ㈡解釋力矩(torque)的物理意義和其國際標準單位(SI units)，並以生活實例說明之。 （10 分）