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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
愛因斯坦一生中最幸運的靈感 廣義相對論的助產士
2021.05.31
愛因斯坦一生中最幸運的靈感 廣義相對論的助產士
作者 / 賴昭正／前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月...
618期
1905年，愛因斯坦發表了震驚物理界的狹義相對論，但該理論仍有不足之處，如無法納入加速度運動及重力等問題。1907年的一道靈光「一個處於自由落體的人將無法感受到自己的重量」，使愛因斯坦領悟到加速度可以模擬重力的「...
物理物理學理論物理愛因斯坦相對論廣義相對論等效原理狹義相對論勞倫茲轉換慣性質量重力質量
物理思想發展脈絡的愛因斯坦觀點
2021.05.31
物理思想發展脈絡的愛因斯坦觀點
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...
618期
由商周出版社出版的《物理學的演進》（The Evolution of Physics），是譯自愛因斯坦（Albert Einstein）與英費爾德（Leopold Infeld）合著的科普名著，原書誕生於1938年，是愛因斯坦為了幫助波蘭裔研究助手英費爾德，解...
物理物理學物理學的演進愛因斯坦相對論英費爾德導讀文台積電盃青年尬科學費曼物理講義
渺子實驗暗示新的物理即將誕生？
2021.05.01
渺子實驗暗示新的物理即將誕生？
作者 / 編輯部
617期
今（2021）年4月7日，美國費米國家加速器實驗室（Fermi National Accelerator Laboratory）發布了關於渺子（muon）的「Muon g-2」實驗結果……
渺子基本粒子理論電子物理學
零與一之間的威力 量子電腦的原理
2021.05.01
零與一之間的威力 量子電腦的原理
作者 / 鍾豪／臺灣大學電機碩士畢業，現為卡內基美隆大學電腦...
617期
我們日常熟知的電腦都屬於「古典電腦」，藉由「不是0就是1」的位元運算，解決各種計算問題。而科學家不斷追尋的「量子電腦」，則是利用量子力學中的疊加特性，讓資訊有了非零即一之外的其他可能，進而在特定問題上運算效...
量子電腦古典電腦量子位元疊加態資訊
推動第五次工業革命的量子資訊
2021.05.01
推動第五次工業革命的量子資訊
作者 / 張晏瑞、張慶瑞
617期
量子科學在20世紀被提出後，相關的研究蓬勃發展，也改變了後世人們對於自然的理解。同時，量子科學也進一步促成了兩次量子革命。科學家根據量子的特性製造出各種電子元件，促成半導體科技的發展。後續科學家藉由量子的疊...
量子資訊黑體輻射電磁波金斯定律光電效應波粒二象性量子科技電晶體半導體
量子革命來了！未來科技生活即將翻天覆地
2021.05.01
量子革命來了！未來科技生活即將翻天覆地
作者 / 古煥宇、陳岳男
617期
20世紀開始的第一次量子革命，科學家利用一部分的量子物理原理，催生了電晶體與雷射等科技。21世紀則進入了第二次量子革命，藉由包含量子的疊加、糾纏、不確定性等特性，科學家不斷提出各種理論、演算法、模型等，嘗試打...
量子革命電晶體雷射量子位元量子力學量子資訊理論
用光子打造量子電腦！
2021.05.01
用光子打造量子電腦！
作者 / 吳建明、李瑞光
617期
量子電腦憑藉強大的運算能力，是未來資訊科技的新希望。但由於量子系統有著脆弱性與不易擴展等問題，研發過程面臨了諸多挑戰。目前仍有許多科研團隊試圖以各種技術打造量子電腦，其中「光子」是量子運算的強力候選者之一...
量子電腦量子糾纏量子疊加離子阱光子量子位元粒子
量子電腦的機會與挑戰 量子模擬與量子破密
2021.05.01
量子電腦的機會與挑戰 量子模擬與量子破密
作者 / 鍾豪／臺灣大學電機碩士畢業，現為卡內基美隆大學電腦...
617期
「計算」是所有電腦的任務，但如果計算過於複雜，例如計算量成指數增長時，現今的古典電腦仍力有未逮，但這些困境對於量子電腦而言，或許不再是問題。物理學家費曼曾提出「讓電腦的計算元件本身就具有量子特性」的構想，...
量子量子電腦量子力學密碼指數
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
輻射壓力
2021.03.30
輻射壓力
作者 / 賴昭正／前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月...
616期
人們對於光的本質充滿好奇。當光線照射在身上時，通常我們不會有任何感覺。但光其實也會對物質造成壓力，只是光的壓力非常小。不過，即使壓力極小，科學家在雷射的研究中，發現光也能推動物體，而彗星的尾巴就與光壓有關...
光輻射空氣光壓物理
新型原子鐘誕生，量子糾纏幫我們更精準定義時間
2021.03.01
新型原子鐘誕生，量子糾纏幫我們更精準定義時間
作者 / 編輯部
615期
時間掌控著人們的日常生活，但不論是何種手錶或時鐘，使用久了都會逐漸出現時間誤差，因此必須時常進行校正。
時間原子原子鐘暗物質重力波
海和天為什麼是藍的？
2021.03.01
海和天為什麼是藍的？
作者 / 張之傑／科普作家。
615期
我們這趟環球之旅，很少遇到陰雨天氣，特別是在紅海和地中海期間，晴空無雲，天藍得透亮，沒有一點兒雜質；海藍得像面鏡子，閃耀著藍寶石似的光影。
天空海洋顏色散射瑞利散射波長環球科學札記
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
為什麼你可以，我不行？令人原形畢露的X光機
2021.02.01
為什麼你可以，我不行？令人原形畢露的X光機
作者 / 張似瑮／美國MIT核工博士畢業。自1994年投身輻射科普...
614期
X射線在科學上有許多用途，除了用於醫學檢查外，也常用於機場安檢。目前安檢使用的X光掃描技術分為穿透式X射線系統及回散式X射線系統，前者常用於行李檢查，後者則用於檢查人員衣服下的物品。但X光的檢測解析度仍不夠精...
X射線（X-ray）X光機場安檢電磁波X光管
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
發現銀河系中心的大質量緻密天體
2020.12.01
發現銀河系中心的大質量緻密天體
作者 / 淺田圭一。松下聰樹。譯者﹔黃珞文。
612期
今（2020）年諾貝爾物理學獎將一半獎項頒發給德國天文物理學家根策（Reinhard Genzel）以及美國物理學家吉茲（Andrea Ghez）。由兩人分別率領的天文團隊都發現了銀河系中心的大質量緻密天體，他們先是利用各地天文台對天...
諾貝爾物理獎黑洞重力位能天文學巴耳末系光譜繞射極限天體運動銀河系可見光大氣自適應光學2020諾貝爾獎
時空的奇異旅程
2020.12.01
時空的奇異旅程
作者 / 卜宏毅／清華大學物理所博士。目前為臺灣師範大學物理...
612期
在愛因斯坦提出廣義相對論後，德國物理學家史瓦西（Karl Schwarzschild）根據相對論找出了史瓦西解（Schwarzschild metric），之後開啟了人類對於黑洞的想像與研究。今（2020）年的諾貝爾物理學獎其中一位得獎者潘洛斯（...
諾貝爾物理獎潘洛斯時空奇異點場方程式事件視界重力囚陷曲面光速2020諾貝爾獎
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
最有創造力的物理巨人 菲利普‧安德森
2020.11.01
最有創造力的物理巨人 菲利普‧安德森
作者 / 高崇文／中原大學物理系教授，研究領域為高能物理。
611期
美國物理學家安德森（Philip Anderson）於今（2020）年3月辭世，享耆壽96歲。他從大學時期跟著物理大師弗雷克（John Van Vleck）做研究，取得博士學位後開啟固態物理的研究之路，後續又轉向鑽研超導體及超流體等領域，並...
湧現反鐵磁性磁偶矩量子漲落安德森局部化量子現象BCS理論超導體
【快訊】2020諾貝爾物理學獎
2020.10.06
【快訊】2020諾貝爾物理學獎
作者 / 編輯部
2020年諾貝爾物理學獎頒發給英國物理學家潘洛斯（Roger Penrose）、德國天體物理學根策爾（Reinhard Genzel）及美國物理學家吉茲（Andrea Ghez）。以表揚他們對於黑洞形成的理解與發現銀河系中心的超大質量緻密天體的發...
諾貝爾獎諾貝爾物理學獎
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
這世界上有鬼嗎？用粒子物理學分析超自然力量
2020.08.01
這世界上有鬼嗎？用粒子物理學分析超自然力量
作者 / 鄭宜帆／清華大學通識中心兼任助理教授。
608期
若用物理學來談「鬼」，它是否跟世界萬物一樣由原子構成，且因為帶電粒子的電磁作用而被看見？如果是這樣，那我們印象中鬼飛天穿牆的超自然力量，就超過了現在所知的物理法則。
科學物理學超自然原子電磁波帶電粒子電磁交互作用
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
發現距離地球最近的黑洞
2020.06.01
發現距離地球最近的黑洞
作者 / 編輯部
606期
在廣袤的銀河系中，天文學家估計存在約有1~10 億顆的黑洞，但由於大部分的黑洞無法被直接觀測，因此要找到黑洞存在的證據十分困難。
天文學黑洞HR 6819銀河系三合星
科學家找到快速沉入「毆不裂」的方法
2020.06.01
科學家找到快速沉入「毆不裂」的方法
作者 / 編輯部
606期
歐不裂（oobleck）是一種由水及玉米粉以1：1.5 的比例所製成的非牛頓流體（non-Newtonian fluid）。此流體的黏度（viscosity）取決於受力大小，因此當物體大力拍擊歐不裂表面時，歐不裂會出現如同固體般堅硬的特性；反之...
毆不裂非牛頓流體工業程序
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
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