教育 物理
-
「力場」為何比「超距作用」更合理？
我在高中時期思考「電場」的意義時，總覺得定義這個概念只是多此一舉。我認為既然電場被定義為「單位電荷所受的電力」，那麼電場只不過是電力的替代物，並沒有什麼更重要的內涵。這種感受在計算牛頓萬有引力相關問題時更加明顯：既然像靜電力或重力這類「超距作用」(action at a distance) 的施力者與受力者都是物體，有必要在空虛的空間裡處處都定義一個「場強」嗎？一直到我學習了狹義相對論與電磁學 (尤其是電磁波) 之後，我才算真正理解「場」概念的重要性。在這一期的文章裡，就來分享一下我對此問題的思考心得。
-
相對論裡的兩種時間 — 淺談孿生子悖論
一般人對時間的熟悉程度應該已達到可以不假思索地運用自如的地步。當兩個信守承諾的朋友相約「明早九點咖啡館見」時，他們會預期當他們的手錶在明天上午顯示九點整時，在他們相約的咖啡館裡一定可以見到對方，而此刻咖啡館裡的時鐘一定會正常顯示著九點，除非那個時鐘壞了，或是之前就沒有對準。
-
你是物理人還是電機人？談談複數物理量的表達習慣
物理初學者可能會以為只有量子力學才會使用到複數 (complex number)。因為量子力學的狀態空間是抽象的希爾伯特空間 (Hilbert space)，為了描述系統狀態在希爾伯特空間的演化必須使用複數，而古典物理的可觀測量都是實數，不需要使用複數。其實不然，古典物理與許多工程問題也大量使用複數表達式，雖然實際觀測的物理量確實可用實數表示。這些與實驗對應的實數量通常就是複數量的實部或虛部。在這些問題的處理中若完全不使用複數，解決過程就會變得非常繁瑣，有時候甚至根本做不到。
-
加速運動的電荷一定會輻射電磁波嗎？
「加速運動的電荷會輻射電磁波」或許是一個多數讀者都聽過的概念。不過，如果問起這個概念是在哪裡學到的，怎麼知道這個敘述是真實的，每個人或許會有不同的答案。
-
蘋果樹下的牛頓與萬有引力定律
地心說與日心說，從哥白尼在1543年發表《天體運行論》之後開始分家，後續的科學發展，包括伽利略、克卜勒、牛頓等人的貢獻，讓日心說取得優勢，成為科學思想的主流。然而，在自然課本之外的「日常生活」裡，托勒密的地心說並沒有消失不見，仍然存在大家熟悉的「占星學」裡，也就是說，在有很多人的心裡，太陽與五大行星，都還是繞著地球旋轉的！
-
如何看懂物理公式 (四)：定理篇
在深入理解定義、定律與定理等各自不同的特質之後，相信對物理學家思考事情方式，會多一番理解。
-
觀念物理：磁鐵動力車
108課綱強調科學的「探究與實作」，究竟兩者有何關係？關鍵的元素有哪些？執行流程該如何呢？透過「磁力電動車」的探討，結合理論與現象觀察，讓我們體驗「探究與實作」的內涵與精神。
-
如何看懂物理公式 (三) ：以數學運算取代邏輯推理
除了理解數學公式本身的涵義之外，培養根據已知的數學公式來做推理與演繹，也是「看懂物理公式」的一個重要能力。
-
觀念物理：「流體力學」~ 水流競賽
本單元將探討水流競賽的奇特現象。也藉此引領同學，超越高中課綱的範疇，完整體會流體力學的原理，及其生活應用。
-
如何看懂物理公式 (二)：定律篇
當我們看到物理定律時，首先要弄清楚的是，這個定律所描述的是怎樣的一個「自然現象」，而科學家又是透過怎樣的實驗或觀察而得出這個定律？之後再來思考存在於這個定律背後的的可能原因。
-
觀念物理:氣壓公式總動員
談到氣體壓力(P)，你想到哪些定律呢? 除了PV=nRT之外，還有甚麼其它公式呢? 這些與氣壓相關的公式，彼此有何關係呢? 透過氦氣球升空，讓我們好好地統整與氣體壓力相關的定律及概念。
-
你不知道的元素神奇用途：鈽
可以當電池用的元素 鈽 Pu(Plutonium)
-
觀念物理:簡單機械之功與能
「功能定理」是一項很讓人困擾的主題，本專欄曾探討「跑步機上的功與能」，詳細剖析了，為何跑者原地不動，仍需耗費能量對輸送帶作正功?本單元，讓我們進一步探討簡單機械的「功能定理」，包含:滑輪、槓桿、及滑車，所涉及的作功及能量變化。
-
1901-1966年諾貝爾物理獎揭秘檔案
1901-1966年諾貝爾物理獎揭秘檔案
-
什麼是暗物質與暗能量？
一張圖讓你快速了解什麼是暗物質與暗能量！
-
『一家一枚 』科學海報：量子光學
物理雙月刊獨家獲得日本文部科學省 科學技術週間授權翻譯『一家一枚 』科學海報～首部曲：量子光學，讓您對量子光學的發展歷史及應用，一目瞭然！
-
如何看懂物理公式 ( 一 ):定義篇
雖然學習或研究科學，「為什麼」是一個很重要的問題，但是一遇到問題，或是有「感覺不懂」的時候，腦海裡立刻就出現「為什麼」這三個字，並不是一個正確的作法。因為，問錯問題的時候，往往得不出正確的答案。
-
觀念物理: 磁盤與轉動
磁力現象經常出現在我們生活中，許多有趣的科學玩具或高科技應用，都與磁力有關，如：懸浮地球、手搖手電筒、磁浮列車…，這些磁力應用，可以透過基本的物理原理來解釋。讓我們透過「磁盤轉動」教具，一探旋轉的磁盤，如何隔空帶動鋁製轉盤轉動，並釐清「冷次定律」的概念內涵。
-
觀念物理: 彈跳線圈探討磁學
「電生磁」、「磁生電」是否傻傻分不清?「磁力線」能不能代表「磁力」? 磁場越強，磁力就越大嗎? 透過「彈跳線圈」單元(註1)，讓我們好好釐清磁學的重要概念，也試著解釋其中一個顛覆“直覺”的神奇現象。
-
冬季奧運會裡的力學問題
這一期的專欄,我們分享一份十二年級 ( 高二 ) 的力學試卷,以冬季奧運會中速度滑冰、冰上曲棍球與跳台滑雪三等個項目為題材,如果你已學過運動學 ( 等加速度 )、牛頓運動定律 (力量)、能量與動量等觀念,不妨拿出紙筆與工程計算機,給自己一小時的時間,享受一下解題的樂趣。
-
百聞不如一見的平行板電容器：虛擬與實境的搭配
記得在紐西蘭上師資培育課程時，有位教授帶了一個活動：以三十秒的時間，跟旁邊的人說你家住在哪裡。設計這個活動背後的理由很簡單，因為我們馬上都是要當老師的人，而老師的主要工作之一，就是把自己所理解與熟悉的知識內容，傳達給對該領域還不甚熟悉，甚至是一無所知的學生們。
-
勿以「實驗小」而不為：傳統白熱燈泡的大學問
你可曾想過，市售60W的傳統白熱燈泡 (工作電壓110V)，電阻大小為何嗎？
-
觀念物理：真、假「歐姆定律」？
聽過「歐姆定律」嗎？那麼「歐姆定律」的內容是甚麼呢？違反「歐姆定律」的例子有哪些？適用的條件又是甚麼?透過本單元，讓我們一探「歐姆定律」的真假，以及後續的應用，包含電流(I)、電位差(V)、電阻(R)、電功率(P)彼此的關係。
-
科學史與實驗的結合：重現湯姆森「發現」電子的過程
相對於力學而言，同學往往會覺得電磁學比較抽象與複雜。然而，看似錯綜複雜的電磁學，歸根結底，其實只有四個基本「定律」而已：電場的高斯定律、磁場的高斯定律、安培定律，與法拉第定律。
-
『觀念物理』： 冷次效應
提到「冷次定律」，許多人可能都認識，但是，對於冷次定律的意義與用法，或許存有許多似是而非的誤解。諸如:「冷次定律」與「法拉第定律」的關係為何？「冷次定律」所謂的“抵抗”，所指的究竟為何？透過常見的「磁煞」(magnetic damping)現象，讓我們深入探討「冷次定律」的究竟。
