物理計算器(第 21 頁)
速度、力學、能量、電學等物理計算。
剪切模量計算器
輸入剪切力 F、受剪面積 A、剪切面間距 L 與横向位移 Δx,依 G=F·L/(A·Δx) 即時算出材料的剪切模量。F=1000N, A=1e-4m², L=1m, Δx=1.26e-4m → G≈79.4 GPa。
泊松比計算器
輸入軸向應變 ε_axial、横向應變 ε_lateral 與剪切模量 G,依 ν=-ε_lateral/ε_axial 即時算出泊松比,並由 E=2G(1+ν) 推得楊氏模量。ε_axial=0.001, ε_lateral=-0.0003, G=79.3GPa → ν=0.3, E≈206 GPa。
牛頓冷卻定律計算器
輸入初始溫度 T₀、環境溫度 T_env、冷卻常數 k 與時間 t,依 T(t)=T_env+(T₀-T_env)·e^(-kt) 即時算出經過時間後的物體溫度。T₀=100°C, T_env=20°C, k=0.1/min, t=10min → T≈49.4°C, t_1/2≈415.9s。
對流傳熱計算器
輸入對流傳熱係數 h、傳熱面積 A 與溫差 ΔT,依 Q=h·A·ΔT 即時算出對流散熱功率。h=10W/(m²·K), A=2m², ΔT=20K → Q=400W, R_th=0.05 K/W。
熱應力計算器
輸入楊氏模量 E、線膨脹係數 α 與溫度變化 ΔT,依 σ=E·α·ΔT 即時算出熱應力。E=200GPa, α=12e-6/K, ΔT=50K → σ=120MPa, ΔL=6e-4m。
磁導率計算器
輸入磁感應強度 B 與磁場強度 H,計算磁導率 μ=B/H、相對磁導率 μr=μ/μ0 與磁化率 χ。B=0.5T, H=397887 A/m → μr≈1;鐵 B=1T, H=100 → μr≈7958。
相對介電常數計算器
輸入電容 C、極板面積 A、極板間距 d,計算相對介電常數 εr=C·d/(ε₀·A) 與絕對介電常數 ε=εr·ε0。真空電容 C₀=8.854e-11 F → εr=1;水 εr≈80。
功函數計算器
輸入光子波長 λ 與光電子最大動能 KE,計算功函數 φ=hc/λ−KE 與極限頻率 ν0=φ/h。鈉 λ=400nm, KE=0.82eV → φ≈2.28eV, λ₀≈544nm;鎢 λ=200nm, KE=1.7eV → φ≈4.5eV。
霍爾係數計算器
輸入霍爾電壓 V_H、電流 I、磁場 B、樣品厚度 t,計算霍爾係數 R_H=V_H·t/(I·B) 與載子密度 n=1/(e·R_H)。V_H=1e-5V, I=10A, B=0.1T, t=1e-4m → R_H=1e-9 m³/C, n≈6.24e27 1/m³。
熱電子發射計算器
輸入陰極溫度 T 與功函數 W,計算熱電子發射電流密度 J=A·T²·exp(-W/kT)。鎢 W=4.5eV, T=2500K → J≈6369 A/m²;Richardson 常數 A=1.2×10⁶ A/(m²·K²)。
電感儲能計算器
輸入電感量與電流,計算電感儲存磁能 E=½LI²。L=0.1H、I=2A → E=0.2J。
LC振盪頻率計算器
輸入電感與電容,計算 LC 振盪諧振頻率 f=1/(2π√(LC))。L=1H、C=1μF → f≈159.15 Hz。