答案是……

雷聲如何產生?

美國檀香山社區學院教授布里爾解答:

答案是……

雷聲如何產生?

美國檀香山社區學院教授布里爾解答:

雷聲是由閃電所引起的,閃電實質上是在雲與雲之間或者雲與地面之間流動的電子流。電子流周圍的空氣會變得非常熱,高達27760℃度,使得熱空氣圍繞著閃電路徑形成一個部份真空的共振管。附近的空氣會迅速地擴張和收縮,使得管子如管狀鼓膜般振動,產生巨大的爆裂聲。當振動逐漸減弱,聲音會反彈而發出回聲,然後產生我們稱為雷聲的隆隆聲響。我們可以從很遠的地方聽到雷聲,在離閃電位置16公里之外或更遠的地方都可以聽到。


美國紐約哈德遜區克羅托內的費根鮑姆問:
為什麼電腦會當機?

美國喬治城大學資訊科學系助理教授希爾德茲回答:


作業系統軟體或機器本身的硬體問題都有可能。作業系統不只讓使用者得以操作電腦,它還是應用程式與硬體間的界面、管理不同程式間系統資源的分配,這些任務都可能出錯。最常見的情況是程式本身有缺陷,導致作業系統存取不正確的記憶體位址。在微軟某些版本的Windows作業系統裡,遇到這類問題時會出現"General Protection Fault"的錯誤訊息,解決辦法是重新啟動程式或重開電腦。其他程式錯誤會導致作業系統不斷執行同一段指令,電腦呈現鎖死狀態,必須重新開機。另一種情形是程式允許資料寫入過小的記憶體緩衝區,過多的資料「溢出」緩衝區,覆寫了原本儲存在記憶體的資料,造成作業系統癱瘓。應用程式也可能發生問題,較新的作業系統有內建防衛機制,但較舊的作業系統還是會受影響。驅動程式讓作業系統得以使用印表機等周邊裝置,但可能會惹出麻煩,因此最新的作業系統有特別的開機模式,讓使用者能夠個別載入驅動程式,這樣就能找出有問題的程式。


硬體必須正確運轉,電腦才能運作。當硬體逐漸變舊,效能也會變差,但硬體問題通常是瞬間發生,所以難以診斷。隨機存取記憶體跟CPU都可能因過熱而出錯,這會損壞記憶體內儲存的資料而導致當機。風扇負責將冷空氣輸入機殼,如果故障,內部元件就容易過熱。但風扇運作時容易帶入灰塵造成短路,使用壓縮空氣或真空吸塵器能除去這些灰塵。還有其他的硬體問題,像網路卡故障,需要軟體測試或更換一系列元件才能得知。硬碟機出錯是最棘手的狀況。硬碟儲存資料的磁區如果毀損,資料也會受損;如果壞軌磁區儲存著系統資訊,電腦會因而故障。當機也可能造成壞軌,使系統資訊受損,最後就必須重新安裝作業系統。最糟的狀況是機器發出刺耳的聲音,而且讀取資料的磁頭直接接觸到硬碟表面,電腦將徹底且永久地損壞。(吳沛樺譯)


什麼是光觸媒?
國網中心奈米科學研究小組研究人員蘇俊鐘回答:

光觸媒是一種物質,受到光的激發便能做為催化劑,一般最常用的材料為二氧化鈦,它能有效處理液態與氣態污染物,經由催化反應將污染物轉成無污染物質。由於光觸媒在反應中僅有催化功能,本身不會消耗又沒有副作用,因此成為防治空氣及水河川污染的綠色尖兵。


光觸媒反應的原理,是藉由紫外光或太陽光的照射,使觸媒表面的電子吸收足夠能量而脫離,形成帶正電的電洞。電洞會將水分子游離出來的氫氧基的電子奪走,使其成為氫氧自由基。氫氧自由基一旦遇上有機物質,便會將電子奪回,有機物質因而瓦解。一般的污染物或病原體富含碳水化合物,分解後大部份會變成無害的水及二氧化碳,因此可達到除污及滅菌的目標。


光觸媒在進行催化反應前,必須吸收足夠的能量才能使電子脫離束縛,因此照射的光能要夠大。以二氧化鈦為例,因為光能與波長成反比,光的波長至少要小於紫外光波長才能讓它發揮作用。此外,照光還能增強其親水性,使附著其上的水份滲入污垢與二氧化鈦的界面,大幅降低污垢的附著力,雨水沖刷就能使其自然脫落。


由於光觸媒能分解污染物質,因此實際應用上具有空氣清淨、脫臭、防污、淨水、抗菌等功能。而為了擴大光觸媒的應用範圍,日本已成功開發出適用於可見光範圍的光觸媒;另一方面,應用奈米科技將二氧化鈦製成奈米級顆粒,則可藉由大幅增加表面積與體積的比例,提高光觸媒作用的效率。


想知道更詳盡的解答,請上奈米科學網

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2003年第16期6月號】