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讓拍攝的影像更清晰 濾掉反射光的相機偏光鏡片
2022.08.01
讓拍攝的影像更清晰 濾掉反射光的相機偏光鏡片
作者 / 洪連輝／彰化師範大學物理學系特聘教授，專長為磁性材...
632期
光是一種電場振動方向與傳播方向相互垂直的電磁波，一束光的電場振動方向有許多種可能；若一道光束的電場振動只有一個方向，便稱為線偏振化。
光電場電磁波偏振片線偏振化偏振光非偏振光偏光鏡片偏振化現象
科學家如何找到黑體輻射光譜，引發20世紀初的量子革命？
2022.07.01
科學家如何找到黑體輻射光譜，引發20世紀初的量子革命...
作者 / 賴昭正／前清大化學系教授、系主任、所長；合創《科學...
631期
人對熱的感受是與生俱來的一種本能，因此在我們探討大自然的過程當中，「熱之謎」一直占有很重要的地位。話雖如此， 科學家開始了解到熱的本質時已經是19 世紀中期，引發熱力學（thermodynamics）的發展。
黑體斯特凡－波茲曼定律輻射定律維因位移定律熱力學能源危機絕對溫度
領略「悟理」之美 哪些物理實驗最美呢？
2022.05.01
領略「悟理」之美 哪些物理實驗最美呢？
作者 / 王冠智／永春高中物理科教師，致力追求有感的物理科學...
629期
你對哪一個物理學實驗印象最深刻呢？2002年，美國紐約石溪大學（Stony Brook University）的哲學教授克里斯（Robert P. Crease），在《物理學世界》（Physics World）期刊中向讀者們發起投票，同時也在網路進行討論與票...
地球物理學埃斯托拉特尼自由落體地球圓周子午線幾何關係日晷伽利略阻力斜面加速度實驗
電子顯微鏡：揭開肉眼看不見的世界
2022.04.01
電子顯微鏡：揭開肉眼看不見的世界
作者 / 路易吉．拉斯波里尼（Luigi Raspolini）／荷蘭賽默飛...
628期
光學顯微鏡的解析度受限於光的波長，為了獲得更精細的影像，科學家利用電子束製造了電子顯微鏡。電子顯微鏡的解析度是光學顯微鏡的1000 倍之多，甚至可以達到奈米等級。電子顯微鏡主要分為SEM 及TEM 兩種。前者藉由電子...
電子顯微鏡光學顯微鏡波長光電子電子源韓德森電子束減慢原子振動蛋白質新冠病毒光波
《星際大戰》銀河帝國打得贏《星際爭霸戰》星際聯邦嗎？從卡爾達肖夫指數談起
2022.03.04
《星際大戰》銀河帝國打得贏《星際爭霸戰》星際聯邦嗎...
作者 / 鄭宜帆／清華大學通識教育中心兼任助理教授。
627期
蘇聯天文學家卡爾達肖夫於1964年提出的卡爾達肖夫指數，將能源消耗速度當作文明的科技發展指標，並以當時地球的消耗能量功率4×1012瓦特為第一型文明。
卡爾達肖夫指數能源消耗能量功率科技文明星系銀河系第三型文明科學技術戴森球恆星光速
「熱」是什麼？從烤箱烘烤食物的過程 看熱科學
2022.02.01
「熱」是什麼？從烤箱烘烤食物的過程 看熱科學
作者 / 李明蒼／美國加州大學柏克萊校區機械工程博士，現任國...
626期
• 熱力學第零定律：當兩物體分別與第三個物體達到熱平衡時，此兩物體亦達到熱平衡。 • 根據能量守恆，熱力學第一定律說明系統中能量的變化，等於輸入系統的能量減掉系統輸出的能量。 • 熱力學第二定律描述的現象之...
熱力學熱平衡能量守恆熱傳導熱輻射熱對流電磁波溫度熱能量
「核」去「核」從？當前必備的核能核電認識與科學思考
2022.01.04
「核」去「核」從？當前必備的核能核電認識與科學思考
作者 / 王冠智／永春高中物理科教師，致力追求有感的物理科學...
625期
• 愛因斯坦提出的質能互換方程式，說明質量與能量可互換。核反應中虧損的質量會以能量形式釋放，並遵守能量守恆定律。 • 核電廠反應堆包含4 項重要部件，分別是核燃料、中子減速劑、控制棒、冷卻劑。反應爐常見的類型...
工業4.0核能智慧科技能源核分裂核融合能量守恆定律原子序臨界質量
牛頓如何想出第一運動定律？
2021.11.30
牛頓如何想出第一運動定律？
作者 / 姚珩／美國加州大學爾灣分校物理博士，專長物理史哲與...
624期
牛頓的第一運動定律在今日對人們來說習以為常，但其實該定律並非由牛頓最先寫下，而是科學界經過多年的醞釀與轉變才逐漸形成。從古希臘時期的「自然運動」，中世紀的「衝力」，伽利略的「圓慣性」，到笛卡兒的「固有力」...
牛頓牛頓第一定律亞里斯多德衝力慣性圓慣性伽利略外力作用
「 離心力 」真的存在嗎？
2021.11.02
「 離心力 」真的存在嗎？
作者 / 賴昭正／前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月...
623期
離心力是一種用於描述作用於進行圓周運動物體的力，但其實這是一種假想的作用力。根據牛頓第一運動定律，一物體若不受外力則應該保持靜止或等速直線運動，若要改變此一運動狀態則必須使用外力。若要使物體做圓周運動，此...
慣性運動牛頓第一運動定律離心力向心力圓形運動作用力等加速慣性力假想力加速度
以共振實現的魔法 超穎材料
2021.10.01
以共振實現的魔法 超穎材料
作者 / 欒丕綱／任職於中央大學光電系，研究興趣為超穎材料與...
622期
超穎材料是一種關於材料的新觀念，而非指特定的特殊材料，通常是指人工設計的某種週期結構，被當作材料使用時，具有一般天然材料所沒有的特性。舉例來說，超穎材料可以製作出具有「負折射」性質的材料，或是具有「負磁導...
科學月刊物理超穎材料折射率介電常數磁導率電磁理論左手介質負折射平板透鏡聲學超穎材料
只要感應沒有距離！ 電磁感應與無線充電
2021.08.02
只要感應沒有距離！ 電磁感應與無線充電
作者 / 王冠智∕薇閣中學物理科教師，致力追求有感的物理科學...
620期
19世紀時，英國物理學家法拉第發現，當線圈在單位時間的磁通量出現變化時，將產生感應電動勢，形成感應電流，這就是大家熟悉的電磁感應。手機的無線充電盤同樣利用電磁感應原理，發展出磁感應、磁共振、微波傳輸、雷射傳...
物理電磁學無線充電智慧型手機電磁感應定律厄斯特法拉第磁感應式磁共振式微波傳輸雷射傳輸無線充電盤Qi
須臾「渺」滄海，毫釐兆新機 渺子g−2實驗將揭露新物理嗎？
2021.07.01
須臾「渺」滄海，毫釐兆新機 渺子g−2實驗將揭露新物...
作者 / 蔣正偉／臺大物理系教授，國家理論科學中心科學家，卡...
619期
物理學的發展常始於實驗觀測與理論預期的差異。在粒子物理學的領域中，「標準模型」一直作為粒子物理學家的指引，不過此理論仍有許多問題待釐清。其中，20年前由布魯克海汶國家實驗室進行的渺子g − 2實驗，始終困惑著物...
物理學渺子渺子g−2實驗g−2標準模型粒子物理學布魯克海汶國家實驗室費米國家實驗室
能量守恆嗎？ 從作功看能量的轉換
2021.05.31
能量守恆嗎？ 從作功看能量的轉換
作者 / 蔡坤憲／交通大學電子物理所碩士。目前旅居紐西蘭，擔...
618期
功是一個被定義的物理量，代表力與位移的乘積。當一外力對物體作功時，功會轉換成物體的動能，即著名的「功－動能定理」。另外，當施以一個與物體重量相等、方向朝上的作用力時，對物體所做的功將轉換成位能，能量會被儲...
功作功能量摩擦力能量轉換重力位能彈力位能機械能功－動能定理
量子世界中鬼魅般的粒子 物質波
2021.05.01
量子世界中鬼魅般的粒子 物質波
作者 / 施奇廷／清華大學物理系博士，任教於東海大學應用物理...
617期
17世紀時，物理學家試圖釐清「光」到底是粒子還是波動。經過多年的爭論，粒子說與波動說互有勝負。直到19世紀末至20世紀初，物理學家才終於了解光同時具有粒子與波動的特性。後續法國物理家德布羅意提出了「物質波」的概...
量子量子力學宇宙物質干涉現象粒子波電磁波光
弱交互作用與費米理論
2021.03.01
弱交互作用與費米理論
作者 / 張峻輔／清華大學高能理論物理博士、高雄中學物理科教...
615期
弱作用力是四大基本交互作用的其中一種，起源於放射性元素的研究。在19世紀末期，物理學家就已將元素衰變分為α與β衰變，但其中的β衰變卻讓物理學家傷透腦筋，現有的理論都無法完整解釋其產生機制。後續義大利物理學家...
物理費米交互作用弱交互作用β衰變弱作用力四大基本作用力
不只是反作用力和白努力定律 找出飄浮玩具的物理原理
2021.02.01
不只是反作用力和白努力定律 找出飄浮玩具的物理原理
作者 / 張慧貞／彰化師範大學物理系教授，研究興趣為物理概念...
614期
市面上有許多能飄浮在空中的玩具，例如飄浮足球、氣球光碟、感應飛碟、飄浮曲棍球台及吹氣乒乓等。這些玩具的飄浮現象看似相同，甚至許多科普文章統一以氣體的反作用力及白努力定律說明，但實際原理可能不盡相同，也沒有...
白努力定律反作用力氣體動力論地心引力牛頓第二定律康達效應
人類能源新希望？核融合的發展與挑戰
2021.01.01
人類能源新希望？核融合的發展與挑戰
作者 / 周育如／中央大學光電系大三生，遊走於光電、物理、核...
613期
核融合是科學家試圖追尋的能源科技目標，但研發核融合始終面臨著各種技術的挑戰，尤其是能量輸出與輸入的比值仍舊不理想，導致該技術仍未能進行商轉。目前，核融合技術分為磁場控制核融合與慣性控制核融合兩大類，歐美各...
核融合磁場控制核融合慣性控制核融合托卡馬克仿星器
物質由何組成？從原子光譜到原子結構
2020.12.01
物質由何組成？從原子光譜到原子結構
作者 / 蔡坤憲／交通大學電子物理所碩士。目前旅居紐西蘭，擔...
612期
從古至今，人們一直試圖找出組成物質的最小單位。從古希臘學者提出的「原子」構想，到19世紀初期科學家觀察化學反應的線索等。而到了20世紀初期，諸多物理學家以實驗的方式提出各自的原子結構。其中，用於分辨化學元素的...
原子元素電子金箔實驗原子核行星繞日模型電磁學理論氫原子模型光譜學化學元素焰色實驗指紋
超級英雄的電影世界有遵守牛頓力學嗎？
2020.11.01
超級英雄的電影世界有遵守牛頓力學嗎？
作者 / 曾賢德／東華大學物理學系副教授。專長為凝態物理實驗...
611期
牛頓提出的三大運動定律能解釋我們生活中的許多力學現象。不論是解釋慣性的第一定律；說明施力效果的第二定律F=ma；還有作用力與反作用力的第三定律。然而，在分析電影《黑寡婦》的預告片後發現，電影裡面的物件卻不見得...
牛頓力學三大運動定律萬有引力加速度慣性定律
想要移民太空？你不可不知的「科氏力」！
2020.10.01
想要移民太空？你不可不知的「科氏力」！
作者 / 施奇廷／清華大學物理系博士，任教於東海大學應用物理...
610期
科氏力是一種源自於非慣性座標系的「假想力」。颱風等熱帶氣旋是受科氏力影響的經典例子，隨著區域的不同，氣旋的旋轉方向也有差異。而另一個科氏力常見的說法，就是水槽的水流漩渦方向，相傳南北半球會有不同的漩渦方向...
科氏力颱風非慣性座標系離心力加速度運動
飛沫顆粒懸浮的關鍵 從尺寸、面積與體積的關係找答案
2020.09.01
飛沫顆粒懸浮的關鍵 從尺寸、面積與體積的關係找答案
作者 / 張慧貞／彰化師範大學物理系教授，研究興趣為物理概念...
609期
受到疫情影響，為了避免自身或他人口中的飛沫在空氣中停留懸浮，大眾紛紛選擇戴上口罩；天上的白雲明明就是重達數噸的水滴與冰晶，卻可以輕易飄浮在空中；岩漿燈炫麗又曼妙的舞姿原來與瓶子造型設計有關。上述三項看似毫...
口罩COVI-19飛沫傳染重力空氣
量子的開端─普朗克的黑體輻射研究
2020.08.01
量子的開端─普朗克的黑體輻射研究
作者 / 張峻輔／清華大學高能理論物理博士、高雄中學物理科教...
608期
19世紀末，黑體研究出現許多古典物理學無法解釋的問題，而德國物理學家普朗克（Max Planck）導入量子的概念，從熱力學第二定律出發，建立普朗克黑體輻射公式，並催生出影響物理界深遠的量子論。
黑體輻射瑞立－金斯理論紫外災變熱力學第二定律能量
能量不連續？黑體輻射打開量子力學的大門
2020.06.01
能量不連續？黑體輻射打開量子力學的大門
作者 / 蔡坤憲／交通大學電子物理所碩士。目前旅居紐西蘭，擔...
606期
19世紀末，當電磁學的研究趨於完備時，物理界才驚覺過往的古典物理仍有諸多問題無法克服，包含黑體輻射與光電效應。兩項研究在科學家的努力下，成功修正人們對於光與能量的理解，能量從過往人們認定的連續性質，轉變為能...
光黑體輻射量子力學物理學黑體電磁波空腔輻射維因位移定律
走路到底作不作功？從身體運動及姿勢看走路力學
2020.05.01
走路到底作不作功？從身體運動及姿勢看走路力學
作者 / 張慧貞／彰化師範大學物理系教授，研究興趣為物理概念...
605期
中學的物理課學過，當施力與位移方向垂直則作功為零。當等速走在平坦路面時看似沒有作功，但雙腿卻會感到疲憊似乎與理論不符。事實上，人體走路的過程中，身體的重心會因雙腿的甩動而上下擺動，所以重力還是有作功。每當...
走路功能定理物理力學作功外力質心平行位移重力重心位移
熱對流大解密─從神明數鈔機看空氣怎麼飄
2020.04.01
熱對流大解密─從神明數鈔機看空氣怎麼飄
作者 / 張慧貞／研究興趣為物理概念學習困難，生活物理素材開...
604期
生活中常見的煙囪與廟宇燒香拜拜產生的「神明數鈔機」都是熱對流現象。透過理想氣體方程式，溫度與壓力看似是主要的影響因子，但兩個要素卻無法完整解釋現象。原因在於忽略空氣密度，如果將空氣密度考慮進去，便可成功解...
熱對流煙囪神明數鈔機氣體壓力溫度空氣密度
改變軍事與能源的力量─核分裂與核融合
2020.03.01
改變軍事與能源的力量─核分裂與核融合
作者 / 高崇文／中原大學物理系教授，研究領域為高能物理。
603期
對現代人而言，核能的使用可能並不陌生，舉凡日常的電力來源或強大的武器等。核能又分為核分裂與核融合兩種機制，前者是將原子序較大的原子核分裂成多個原子序較小的原子核；後者則相反。不論是哪種機制，都會產生巨大的...
原子核核分裂核融合鈾原子核
光之物語─光的身世之謎
2020.02.01
光之物語─光的身世之謎
作者 / 口述 秦一男∕淡江大學物理系助理教授。 撰稿 謝育哲...
602期
關於光的研究，最早可追溯到西元前6 世紀的古印度。當時的人們認為光是組成萬物的元素，不過古印度人卻沒有對光本身做出更多的解釋及研究。而到了古希臘時期，歐幾里得（Euclid）的著作《光學》 （Optica）則對光有初步...
光牛頓虎克光波光粒子光子
物理界的百年難解習題 質子半徑之謎
2020.01.01
物理界的百年難解習題 質子半徑之謎
作者 / 高崇文∕美國馬里蘭大學物理博士， 研究領域為高能物...
601期
彈珠、西瓜或籃球等大尺度的物質可以用尺測量大小尺寸，那微觀世界呢？微觀世界裡的質子電荷半徑大小一直是物理學家追尋的目標，早期透過氫原子光譜，近期則轉向渺子氫的蘭姆效應進行測量。科學家藉由一次次的實驗，逐步...
物理質子質子半徑
愛因斯坦真的錯了嗎？宇宙常數的小故事
2019.10.01
愛因斯坦真的錯了嗎？宇宙常數的小故事
作者 / 高文芳／交大物理所，在NASA成立那年出生，航海家1號...
598期
物理學的常數經常被視為永遠不變的定數，但隨著時間的推移，常數依然能歷久彌新嗎？抑或是會出現些許變化呢？另外，愛因斯坦曾為了便宜行事，在廣義相對論中大膽地加入宇宙常數，結果卻發現是烏龍一場。不過，多年後的今...
愛因斯坦常數宇宙常數重力狄拉克大數猜想
現代科技生活的墊腳石—半導體
2019.09.01
現代科技生活的墊腳石—半導體
作者 / 杜立偉／清華大學物理學士，美國西北大學博士，1995年...
597期
1970年以來現代科技快速發展，舉凡手機、電腦、電視、通訊、照明、太陽能電池、遙控器與偵測器等，幾乎所有日常電器及工業設備都含有半導體元件。但半導體究竟是什麼呢？筆者將介紹其基本組成與原理，並細數常見的材料類...
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