科學記號 前言:為什麼要學科學記號 在各種科學領域的探討過程中,常會遇到很大或很小的正數,而造成閱讀和書寫的困擾,為了更簡潔地表達這些數值,我們會利用各種單位或是將數字以 10 的次方來表示。 所以要學好科學記號,要先認識並學會次方與數值。
次方與數值 我們可以將 10 的次方與國小所學過的位名結合如下表:
練習一 1.千萬是 10 的 7 次方,億是 10 的 8 次方,那麼十億、百億、千億分別是 10 的幾次方呢? 十億=109,是 10 的 9 次方 百億=1010,是 10 的 10 次方 千億=1011,是 10 的 11 次方 2.把 10000000000 寫成 10 的次方的形式。 10000000000=1010
⑴ 金是延展性很好的金屬,具有很大的可塑性,1 公克的純金可以壓成厚度僅約 0. 000001 公分的薄片,試以 10 的次方表示 0 ⑴ 金是延展性很好的金屬,具有很大的可塑性,1 公克的純金可以壓成厚度僅約 0.000001 公分的薄片,試以 10 的次方表示 0.000001。 0.000001=10-6
練習二 1. 以 10 的次方表示 0.00001。 2. 分別以分數和小數表示 10-7。 10-7= =0.0000001 0.00001=10-5 2. 分別以分數和小數表示 10-7。 10-7= =0.0000001
十進位表示法 一個數的「十進位表示法」,也可以利用十的次方來表示。 例如: 9876=9 × 1000+8 × 100+7 × 10+6 =9 × 103+8 × 102+7 × 10+6 2.456=2+4 × 0.1+5 × 0.01+6 × 0.001 =2+4 × 10-1+5 × 10-2+6 × 10-3
練習三 在□內填入正確的數字。 ⑴ 1456 =1×10□+4×10□+5×10□+6×10□ ⑵ 0.678=6×10□+7×10□+8×10□ ⑴ 3, 2, 1, 0 ⑵ -1, -2, -3
科學記號 認識並學會次方與數值後, 我們就可以開始學習 科學記號了。 例如地球的質量約有 5970000000000000000000 公噸,電子顯微鏡可以觀察到 0.00000014公尺 大小的細胞 像這樣很大或很小的正數,我們很難讀,也很容易多寫一個或少寫一個 0,所以在科學上通常將它們寫成 5.97 × 1021 公噸和 1.4 × 10-7 公尺。
科學記號表示法 把一個正數表示成 a × 10n 的形式, 其中 1 a<10 且 n 為整數 (1 a<10 表示 a 大於或等於 1,但小於 10), 則 a × 10n 就是這個數的科學記號表示法。
練習四 根據聯合國公布的資料,2010 年世界人口數已達 68 億。 將 68 億用科學記號表示。 68 億=6800000000=6.8 × 109
由前面的討論我們可以知道, 若 n 為正整數,則: 1.科學記號 a × 10n 乘開後,整數部分是(n+1)位數; 2.科學記號 a × 10-n 乘開後,小數點後 第 n 位才開始出現不為 0 的數字。 當兩數寫成科學記號的形式時,可以比較這兩數的大小。
科學記號比較兩數的大小 練習題 比較兩數的大小,在□中填入>、<或=。 ⑴ 3.7 × 10-4 □ 7.3 × 10-4 指數皆為-4,但因為 3.7<7.3, 所以 3.7 × 10-4 <7.3 × 10-4 ⑵ 3.7 × 10-5 □ 7.3 × 10-6 3.7 × 10-5乘開後,小數點後第 5 位開始不為 0 而7.3 × 10-6乘開後,小數點後第 6 位開始不為 0 所以 3.7 × 10-5 >7.3 × 10-6
科學記號的運算 科學記號除了比較大小之外,也可以像數字一樣進行乘除或加減的運算。
計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑴ (5 × 106) × (4 × 10-2) =5 × 4 × 106 × 10-2 =20 × 104 =2 × 105
練習五 計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑴ (9 × 10-6) ÷ (2 × 107) 4.5 × 10-13 ⑵ (1.6 × 108) ÷ (4 × 10-3) 4 × 1010
計算 6.2 × 105+4.7 × 105 的值,並以科學 記號表示。 6.2 × 105 +4.7 × 105 =(6.2+4.7) × 105 =10.9 × 105 =1.09 × 10 × 105 =1.09 × 106
練習六 ⑴ 5.14 × 108-2.25 × 108 2.89 × 108 ⑵ 3.3 × 103+8.8 × 103 1.21 × 104
當兩個已表示成科學記號的數要進行 加減運算時,如果指數部分不相同,我們 通常先將指數部分變成相同,再進行運算。
計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑴ 1.3 × 108+5.2 × 107 ⑴〈方法一〉 1.3 × 108+5.2 × 107 =13 × 107+5.2 × 107 =(13+5.2) × 107 =18.2 × 107=1.82 × 108
計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑴ 1.3 × 108+5.2 × 107 〈方法二〉 1.3 × 108+5.2 × 107 =1.3 × 108+0.52 × 108 =(1.3+0.52) × 108 =1.82 × 108
計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑵ 2.5 × 10-5-1.6 × 10-6 ⑵〈方法一〉 2.5 × 10-5-1.6 × 10-6 =25 × 10-6-1.6 × 10-6 =(25-1.6) × 10-6 =23.4 × 10-6=2.34 × 10-5
計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑵ 2.5 × 10-5-1.6 × 10-6 〈方法二〉 2.5 × 10-5-1.6 × 10-6 =2.5 × 10-5-0.16 × 10-5 =(2.5-0.16) × 10-5 =2.34 × 10-5
練習七 計算下列各式的值,並以科學記號表示。 ⑴ 4.5 × 105-3.8 × 104 = 4.12 × 105 ⑵ 2.4 × 10-8-3.7 × 10-9 = 2.03 × 10-8
一艘無人太空船在太空中以光速向地球傳送資料,經過 2 小時 13 分 20 秒地球才開始接收到資料。若光速每秒約 3 × 108 公尺,那麼這艘無人太空船距離地球大約是多少公尺?(以科學記號表示)
2 小時 13 分 20 秒 =(2 × 60 × 60+13 × 60+20)秒=8000 秒 距離=速率 × 時間=(3 × 108) × 8000 =3 × 108 × 8 × 103 =24 × 1011 =2.4 × 1012 所以太空船距離地球大約 2.4 × 1012 公尺。
大腸桿菌的大小約 2.7 微米,H1N1 流感病毒的大小約 54 奈米,大腸桿菌的大小是 H1N1 流感病毒的幾倍? (1 微米(um)=1 × 10-6 公尺, 1 奈米(nm)=1 × 10-9 公尺)
大腸桿菌:2.7 微米=2.7 × 1 × 10-6公尺 = 2.7 × 10-6公尺 H1N1 流感病毒:54 奈米=54 × 1 × 10-9公尺 = 5.4 × 10-8公尺 (2.7 × 10-6)÷(5.4 × 10-8)= = =0.5 × 102 =50 所以大腸桿菌的大小是 H1N1 流感病毒的 50 倍。
練習八 人類平均一天眨眼 1.5 × 104 次,如果爺爺活了 100 年(1 年以 365 天計),則爺爺一生大約共眨眼多少次?(以科學記號表示) (5.475 × 108 次) 孑孓是蚊子的幼蟲。將牠放在 20000 倍的電子顯微鏡下觀察,長度是 4 公分,則孑孓的實際大小是多少微米? ( 2 微米 )
美國發射的第一艘火星探測器「鳳凰號」,在太空中歷經 6. 8 × 108 公里的航程後,終於登陸火星表面。若發射第一天鳳凰號行進了 1 美國發射的第一艘火星探測器「鳳凰號」,在太空中歷經 6.8 × 108 公里的航程後,終於登陸火星表面。若發射第一天鳳凰號行進了 1.4 × 105 公里,第二天行進了 2.82 × 106 公里,則這兩天鳳凰號一共行進了多少公里?(以科學記號表示)
1.4 × 105+2.82 × 106 =0.14 × 106+2.82 × 106 = (0.14+2.82) × 106 = 2.96 × 106 所以這兩天鳳凰號一共行進了 2.96 × 106 公里。
練習九 承上題,若最後一週鳳凰號還剩下 1.5 × 107 公里即可抵達火星表面,則當時鳳凰號已經行進了多少公里?(以科學記號表示) (6.8 × 108-1.5 × 107 = 6.65 × 108 公里)