IB Physics Energy Production：对照问题自我检测

根据自己的教学经验、对IB大纲的研读和真题的研究，针对IB Physics的每一小节，原创编写了一套问题（check- yourself questions），供IB物理学习者在章节学完之后对照问题自我检测，查漏补缺。问题涉及范围紧扣现行的Physics Guide，力求不漏知识点，也不涉及考纲外内容，旨在提高同学们的学习效率。

为何设计成提问的形式而非知识点的总结？这是基于“回想（Retrieve）”的学习技巧。
“回想”是相对于反复看教材，看笔记，看视频的重复理解式学习法而言的，对着问题回忆出曾经理解过了的知识（即回想）是学习者的大脑进行搜索、重建的活动，而反复的看学习材料只是在重复性的理解，理解，再理解。科学研究表明，前者的学习效果远远优于后者，这里的学习效果包括但不局限于对知识的记忆。

8.1 Energy sources

Part 1: Some basics
如何定义某种fuel resource的specific energy 和energy density？它们的单位分别是？ 两个量之间有何关系？
如何画出某能量转换过程中的Sankey diagram？给定的Sankey diagram如何理解？
Energy source如何分为primary energy source和secondary energy source？Primary energy source有哪些典型例子？ Secondary energy source有哪些典型例子？
如何区分 renewable 和 non-renewable energy sources？
Part 2: Fossil fuel power station
Fossil fuel power station, nuclear power station, wind generators, （pumped storage） hydroelectric systems, 以及 solar power cells 是如何发电的？每种power station中的energy transformation/transfer是如何发生的？
Part 3: Pumped storage power station
Pumped storage hydroelectric system是如何设计的？它是如何获得经济效应的？如何计算hydroelectric system 的power output？
关于nuclear power station，有什么安全风险？其中 control rod，moderator和heat exchanger具体是什么作用？
Part 4: Photovoltaic cells and solar heating panels
Photovoltaic cells 和 solar heating panels 是什么基本原理？有什么区别？
Part 5: Wind power
Wind generator产出的power是如何计算的？解释公式中每一个字母。这一公式有什么局限性？基于了哪些假定？Wind generator有哪些损耗能量的地方？如果wind从generator输出时的速度不为零，如何计算generator的power？

8.2 Thermal energy transfer

热传导的三个方式是什么？Conduction的发生有条件吗？ Convection的发生有条件吗？ Thermal radiation的发生有条件吗？
什么是black body？ （两个方面的特性）什么是black body radiation？Radiation的spectrum的两个轴分别是什么？什么是Wien’s displacement law？
什么是Stefan-Boltzmann law？假设某sphere是blackbody，如何计算其表面处emission的intensity？
什么是albedo？什么是emissivity？通常两个有何相关性？
什么是the solar constant？实际是个什么物理量？什么是 the green house effect？有哪些温室气体？什么是enhanced green house effect？在整个解释中，我们又涉及到：从太阳到达地球的电磁波的主要频率成分在什么段？温室气体对此频段的能量吸收得多吗？地球emission的energy的主要频率在什么段？温室气体对此频段的能量吸收得多吗？生活中是否有green house effect的例子？太阳与地球emission的能量为何主频不同？
一个处于thermal equilibrium的system，需满足什么能量方程？如果地球没有atmosphere，如何估算地球的surface temperature？如果考虑了地球的atmosphere，并假设atmosphere是grey body（albedo约0.3）并对太阳过来的radiation transparent，地球是black body，如何估算地球的surface temperature？此公式是基于哪个对象的热力学平衡得到？