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知識大圖解:拆解全片幅數位單眼相機

知識大圖解_96
・2015/01/12 ・639字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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(點擊看大圖)

我們打開Nikon D600,檢查其內部組件

D600是Nikon出產的全片幅數位單眼反射式相機(DSLR),旨在提供消費者一台具備專業性能但價格平易近人的相機。

拜大小為35.9×24公釐的CMOS感光元件所賜,它的畫素高達2430萬像素。與D600價位相近的款式通常感光元件只有其一半或四分之一大,這是由於傳統的全片幅感光元件成本相當高,導致每一片矽晶片可生產的感光元件數量較少。

以全片幅感光元件擷取的圖像由EXPEED 3成像引擎處理。EXPEED 3是內含多中央處理器(CPU)的媒體處理器,可以執行多重任務,例如色彩再現、灰階處理、影像銳化、伽馬校正和壓縮等。由於有多CPU,EXPEED 3成像引擎能夠平行執行多項任務,因此相機連拍速率可每秒高達5.5張。

與其他同樣高級的全片幅相機相較,D600最重要的特點是它輕便的設計──體積為14.2×11.2×8.1公分,重量也輕。而輕便背後的奧祕在於整合雙SD卡插槽,並選用體積較小的內部晶片和電板。

何謂全片幅?

全片幅單眼相機的感光元件相當於35mm底片的大小,主要優點是以全片幅感光元件拍攝的影像範圍較一般感光元件來得大,因此畫面不會被裁切,拍攝到的角度也更寬廣。舉例而言,一個24mm的鏡頭若是裝在全片幅相機上,則可拍攝到視角84度的影像,而焦距轉換率為1.5的一般相機則只有62度。除此之外,全片幅相機能應用於較大的感光點,進而取得更寬廣的動態範圍與更低的雜訊,因此影像即使過曝仍能保留細節。

本文節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第04期(2015年1月號)

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用這劑補好新冠預防保護力!免疫功能低下病患防疫新解方—長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2882字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022 年美、法、英、澳及歐盟等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示該藥品針對 Omicron、BA.4、BA.5 等變異株具療效。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
帕克斯洛維德
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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2020世界地球日,一起玩 Google doodle 遊戲學蜜蜂小知識!
PanSci_96
・2020/04/22 ・1366字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

玩過今天的 Google Doodle 了嗎?為了慶祝世界地球日 50 週年,Google Doodle 以蜜蜂 (bee) 做為遊戲主角,讓大家體驗沾花粉與授粉的過程,並提供關於蜜蜂的小知識,就讓我們來了解一下吧!

大眼瞪小眼,此眼非彼眼

蜜蜂具有一對複眼 (compound eyes) 與三個小小的單眼 (ocelli)。其中,位於頭部兩側、又大又明顯的複眼是由許多的「小眼」(ommatidia) 單元所組合而成,每一個小眼上都具有角膜鏡 (corneal lens) 和晶錐 (crystalline cone),能夠將光線集中並聚焦在數個延長、環狀排列的網膜細胞 (retinula cell) 上,而在小眼的中央則具有能夠接受光的感桿 (rhabdom) 構造。

由於小眼環狀排列的一叢視網膜細胞外圍被一圈吸光的色素細胞(pigment cell)所包圍,導致每個小眼獨立成像,並與相鄰的小眼分開來,而當所有小眼的影像加在一起時則可提供全景式的影像,便是所謂的聯立影像眼 (apposition eyes)。

圖/slideplayer, after Snodgrass, 1935 / Wilson, 1978 / CSIRO, 1970 ; Rossel, 1989

至於在頭頂上、複眼之間則具有排列成三角形的三個小單眼,其最外層的透明表皮覆蓋在同樣透明的真皮細胞上,因此光線可以透過去並到達由許多感桿組成的網膜細胞上,然而由於進入單眼的光線聚焦在感桿之後,所以視網膜只能接收到模糊的影像

單眼主要會整合大視野範圍的光線,對低強度的光或光的細微改變相當敏感,但並不具有高解析力,故通常作為飛行時控制上下左右搖擺的水平儀,和記錄與白晝行為節律相關的光強度週期變化。

女王大人高高在上

真社會性 (Eusociality) 高度發展的蜜蜂蜂群中通常會有蜂后 (queen)、工蜂 (worker)、雄蜂 (drone) 三個角色。蜂后與工蜂皆為雌性,蜂后體型較大,能夠產卵甚至抑制其他工蜂的生殖能力;而工蜂則負責建造蜂巢蜂室、搜尋獵物、守衛蜂巢與餵食幼蟲,至於雄蜂則會與蜂后交配,提供精子,由於其交尾器會在交尾後撕裂,雄蜂便會因而死亡。

圖/IRISH BEEKEEPERS ASSOCIATION CLG, after Winston, 1987

誰知盤中飧,蜜蜜皆辛苦

外出的工蜂會採集花蜜,並將其收集在腸胃 (proventriculus or honey stomach) 當中。當工蜂回巢後,便會將花蜜吐出 (regurgitate) 並傳給內勤的工蜂,接著內勤的工蜂便會將花蜜消化並反覆的吸入再吐出,製造泡泡來增加表面積,好讓原先花蜜中高達 70~80% 的水分能夠慢慢蒸發,並藉由消化酵素將蔗醣水解為葡萄醣與果醣,同時分解掉其他澱粉與蛋白質,增加酸度。之後便會將蜂蜜存於巢中,藉由巢中的高溫與搧風,使得水分降低至 18% 左右,讓糖份濃度過飽和而能避免發酵 (fermentation) 後,便會以蜂蠟封存起來。

圖/Pixabay

除了上述以外,Google Doodle 還提供了更多有關蜜蜂本身的知識,以及蜜蜂對自然生態的不可或缺,像是全世界有三分之二的農作與 85% 的開花植物都需要仰賴他們授粉,以及蜜蜂被科學家視為關鍵物種 (keystone species),如果沒有他們的存在則可能整個生態系統將徹底崩潰等等,可見其無可取代的重要性。

那麼,在世界地球日 50 周年的今天,你對維持生態的蜜蜂們更加了解了嗎?

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比噴射戰鬥機更快的極音速飛機就要誕生!?SABRE 將把人類送往更遠的天際──《知識大圖解》
知識大圖解_96
・2020/01/01 ・1000字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 592 ・九年級

自萊特兄弟於 1903 年完成史上首次的動力飛行以來,人類已在空中與更高的空域取得了驚人進展……

此後的數十年間,人類開發出噴射引擎,進而徹底改變全球運輸。

我們突破了音障,客機與戰機能以超音速飛行。在掌握火箭技術下,登月、探險車漫遊火星、人造衛星繞行地球因此成真,這些火箭則能在平安返航後重複使用。

在掌握火箭技術後,登月、探險車漫遊火星、人造衛星繞行地球都因此成真。圖/Pixabay

能將人類送往更遠天邊的科技

然而,英國航太系統公司與反應發動機公司 (Reaction Engines) 攜手合作,希冀以「同步吸氣式火箭引擎」(簡稱 SABRE)將人類送往更遠的天際。

一旦造好,SABRE 的妙處就在於一體適用的設計。相形之下,前段列出的里程碑則有賴各種獨立的科技,才得以實現。

利用空氣的噴射引擎最適合讓飛機從跑道起飛,並賦予極佳的機動性。然而,在推動飛機的速度上,噴射引擎卻有所不足。相反地,火箭引擎雖然推進速度驚人,卻犧牲了飛行時的掌控力,且極耗燃料。

SABRE 則會採用混合動力設計,結合前述兩種引擎的動力技術,讓飛機能像噴射機般起飛、在空中巡航,且有足夠的動力飛進太空。

SABRE 的發展不僅能為航空業帶來持續進步的希望,新科技還可讓我們的基本知識更臻完善,有助於解答其他領域的問題。

本專題會進一步探討 SABRE 的核心:預冷式熱交換器 (precooling heat-exchanger),可急速冷卻移動中的粒子。

SABRE將克服高速噴射引擎所帶來的挑戰。(點圖放大)圖/知識大圖解

這項技術可望被廣泛應用,好比空調與冰箱的效能改善、車輛的熱回收機制更佳,以及核電廠冷卻系統升級。

一旦 SABRE 開始在天空中驅動飛機,在陸上的各種應用亦指日可待。

 

——文章出自《知識大圖解國際中文版》2019 年 11 月號,由希伯崙股份有限公司 (LiveABC) 出版

 

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