改變世界的科學定律:與33位知名科學家一起玩實驗 歴史上の科学者たちから学ぶ魅力的な理科実験

川村康文 著 張萍 譯

  • 出版商: 世茂出版社
  • 出版日期: 2021-01-05
  • 定價: $380
  • 售價: 7.9$300
  • 語言: 繁體中文
  • 頁數: 272
  • ISBN: 9865408732
  • ISBN-13: 9789865408732
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商品描述

  「人類歷史其實就是一部科技發明與發現史。」

 

  重力、浮力、動力、引力、電力、磁力……

  看看科學家們是如何在各種實驗中發現足以改變世界的定律。

 

  從歷史入手,讓大家更容易了解此原理的來龍去脈,之後再親手進行實驗,深刻體會原理在現實中的實際運用。

  

  阿基米德、伽利略、牛頓、伏打、安培、歐姆、焦耳、愛迪生、愛因斯坦……跟這33位科學家一起,探討理科實驗的魅力所在吧!

 

  ●阿基米德——「給我一個支點,我就可以舉起整個地球」在敘拉古戰爭中,利用製作的投石機擊退羅馬海軍,同時發明了阿基米德式螺旋抽水機。

 

  ●伽利略‧伽利萊——天文學之父、科學之父,科學實驗方法的先驅者之一,發現了單擺的等時性、自由落體定律、加速度的概念、慣性定律。

 

  ●艾薩克・牛頓——自然哲學家、數學家、物理學家、天文學家、神學家。發現萬有引力、二項式定理,之後又發展出微分以及微積分學。完成了世界知名的「牛頓三大定律」。

 

  ●麥可・法拉第——成功使氯氣液化並發現了苯。提出法拉第電解定律。其所最早發現量子尺寸的觀察報告,亦被視為奈米科學的誕生。

 

  望遠鏡原來是這樣發明的?

  只靠一根吸管就能輕鬆將人抬起?

  用鉛筆也能做電池?

  從歷史上科學家的故事中,找出的101個實驗方法,實際動手來進行吧!

 

  ◎ 阿基米德浮體原理

  浸在流體中的物體,僅會減輕該物體乘載於流體的重量部分。

 

  ◎ 自由落體定律

  認為物體會都以相同速度落下,即使物體較重,也不會因為重力而加速落下。

 

  ◎ 慣性定律

  一個靜止的物體,只要沒有外力作用於該物體上,該物體就會持續維持靜止。

 

  ◎ 萬有引力

  牛頓發現「克卜勒三大定律」適用於說明繞著太陽公轉的地球運動與木星的衛星運動的方程式,因而發現了「萬有引力定律」。

 

  ◎ 伏打電池

  伏打電池是一種電力為0.76 V的一次電池。正極使用銅板,負極使用鋅板,使用硫酸作為電解液。

 

  ◎ 安培定律

  「安培定律」是一種用來表示電流及其周圍磁場關係的法則。磁場會沿著閉合迴路的路徑補足磁場的積分,補足的積分結果會與貫穿閉合迴路的電流總和成正比。補足磁場則會以線積分的方式進行。

 

  ◎ 焦耳定律

  由電流所產生的熱量Q會與通過電流I的平方以及導體的電阻R成正比(Q = RI 2)

 

  ◎ 廷得耳效應

  當光線通過膠體粒子時,光會出現散射現象,因此用肉眼就可以看到光的行走路徑。

 

  ◎ 光電效應

  振動數為V的光固定擁有hv的能量,金屬内的電子會吸收該能量,因此電子所得到的能量為hv,當可以將電子從金屬内側搬運至外側的必要能量W(功函數)較大時,電子就會立刻被釋放出來。

 

  ◎ LED的原理

  LED是將P型半導體與N型半導體接合而成的物體。稱作PN接面。P型半導體是由電洞(正電)搬運電,N型半導體則是由電子(負電)搬運電。P型的電位比N型的電位來得高時,P型内部的電洞(正孔)會流向負極,N型内部的自由電子則會流向正極。

 

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作者簡介

作者簡介

川村康文(KAWAMURA YASUHUMI)

  一九五九年出生於日本京都市

  一九八三年 畢業於京都教育大學

  一九八三年起任教於京都府立學校,京都教育大學附屬高中,後任教於信州大學,期間於二○○三年取得京都大學能源科學研究科博士(能源科學)

  現為東京理科大學理學部第一部物理學科教授

 

繪者簡介

岩田将尚

  Studio CUBE.

 

審訂者簡介

朱士維

  臺灣大學物理系教授。現任分子影像中心副主任、創新設計學院副院長,並擔任台灣物理學會理事、清大腦科中心組長等職。目前除擔任多項國內外會議委員,亦為美國生物物理學會期刊Biophysical Reports的編輯委員。曾獲得台大傑出教師獎、台大優良導師獎、傑出人才基金會年輕學者創新獎、科技部未來科技獎等教學與研究獎項。

  曾在Tubingen University,Osaka University,Heidelberg University,與Bordeaux University擔任客座教授。

  研究領域:光學顯微技術、奈米光學

 

李荐軒

  2020國立臺灣大學物理學系畢業,獲得108學年度國立臺灣大學理學院畢業生院長獎。現就讀於國立臺灣大學物理學研究所二年級,研究領域為矽奈米光學。

 

譯者簡介

張萍

  二○○一年起從事日文翻譯迄今,未曾間斷、從不拖延。

  喜歡透過語文轉換,擴充不同領域的知識、拓展美麗新世界。

目錄大綱

阿基米德

1阿基米德浮體原理

實驗❶蔬菜的浮沉實驗領域 物理‧生物  Level ☆

實驗❷ 可以在空氣中平衡,那在水中呢? 領域 物理  Level ☆☆

實驗❸七種回收物實驗領域 物理‧化學  Level ☆☆

 

伽利略

2 單擺運動的等時性

實驗❶擺錘的長度與擺動週期領域 物理  Level ☆

實驗❷ 擺錘質量與擺動幅度及週期 領域 物理  Level ☆

 

伽利略

3 自由落體定律

實驗❶ 紙團與紙片  領域 物理  Level ☆

實驗❷ 將氣球綁在厚重書本上的墜落實驗 領域 物理  Level ☆

實驗❸ 宇宙天秤實驗領域 物理  Level ☆☆

實驗❸-1:用巨大的天秤來秤重  

實驗❸-2:灌入不同氣體的氣球自由落體實驗

實驗❹水球墜落比賽 領域 物理  Level ☆☆☆

 

伽利略

4加速度的概念 

實驗❶ 1:3:5:7…的實驗 領域 物理  Level ☆ 

實驗❷自製加速度計領域 物理  Level ☆☆

 

伽利略

5 慣性定律 

實驗❶ 不倒翁福槌遊戲與摩擦實驗  領域 物理  Level ☆☆

實驗❶-1:巨大的不倒翁福槌圓柱

實驗❶-2:摩擦力實驗

實驗❶-3:摩擦係數會改變唷!

實驗❶-4:從摩擦角度求得摩擦係數 

實驗❷ 氣球氣墊船 領域 物理  Level ☆☆

實驗❷-1:巨大型氣球氣墊船

實驗❷-2:桌上型氣球氣墊船

實驗❸ 可以載人的氣墊船領域 物理  Level ☆☆☆

實驗❹氣墊軌道~慣性定律(牛頓第一運動定律)實驗~

領域 物理  Level ☆☆☆

實驗❹-1:巨型氣墊軌道

實驗❹-2:桌上型氣墊軌道

 

伽利略

6伽利略與望遠鏡 

實驗❶ 伽利略望遠鏡  領域 物理‧地球科學  Level ☆ 

實驗❷ 克卜勒望遠鏡  領域 物理‧地球科學  Level ☆☆

 

托里切利

7托里切利的真空實驗

實驗❶壓扁空罐的超級實驗領域 物理‧地球科學  Level ☆

實驗❷壓扁18L鐵桶領域 物理‧地球科學  Level ☆☆

實驗❸壓扁油罐桶領域 物理‧地球科學  Level ☆☆☆

實驗❹1氣壓體感實驗 領域 物理‧地球科學  Level ☆

實驗❺棉花糖實驗領域 物理‧地球科學 Level ☆

實驗❻ 10m 軟管實驗 領域 物理‧地球科學 Level ☆☆☆

實驗❼與實驗⑥以及實驗②組合之10m軟管實驗領域 物理‧地球科學  Level ☆☆☆

實驗❽保齡球的拉提實驗領域 物理‧地球科學Level ☆☆☆

 

格里克

8 馬德堡半球

實驗❶用一張橡膠片把桌子提起來領域物理Level☆

實驗❷黏在一起的紙牌領域物理Level☆

實驗❸用泡麵碗製作的馬德堡半球領域物理Level☆☆☆

 

帕斯卡

9帕斯卡原理

實驗❶連通管領域物理Level☆☆

實驗❷用垃圾袋作出一個可以把人抬起的坐墊領域物理Level☆☆

實驗❸虹吸實驗領域物理Level☆☆

實驗❹浮沈子實驗領域物理Level☆☆

 

虎克

10虎克定律

實驗❶製作一個彈簧秤吧!領域物理Level☆☆

實驗❷製作一個可以按壓的彈簧秤吧!領域物理Level☆☆☆

 

牛頓

11運動定律

實驗❶第二運動定律之運動定律實驗領域物理Level☆

 

牛頓

12萬有引力

實驗❶超簡單 !! 重力場模擬實驗器領域物理・地球科學Level☆

實驗❷巨大重力場模擬實驗器領域物理・地球科學Level☆☆

實驗❸藉由巨大重力場模擬器進行等面積實驗領域物理・地球科學Level☆☆

 

白努利

13白努利定律 

實驗❶讓所有東西都飄起來吧!領域物理Level☆

實驗❷機翼實驗領域物理Level☆☆

 

富蘭克林

14風箏引電實驗

實驗❶模擬雷擊實驗領域物理・地球科學Level☆☆

實驗❷進入法拉第籠吧!領域物理・地球科學Level☆☆

 

班納特

15金箔驗電器

實驗❶製作一個寶特瓶金箔驗電器吧!領域物理Level☆

 

查理

16查理定律

實驗❶來做一個利用太陽光就能浮起的熱氣球吧!領域物理・化學・地球科學Level☆☆☆

 

伏打

17伏打電池

實驗❶總之就是水果電池!領域物理・化學・生物Level☆

實驗❷用鉛筆也能做電池?領域物理・化學Level☆

實驗❸用自動筆芯也能做出電池?領域物理・化學Level☆

實驗❹湯匙或叉子也能做電池?領域物理・化學Level☆

實驗❺空氣電池!領域物理・化學Level☆☆

實驗❻自製木炭電池與竹炭電池!領域物理・生物Level☆☆

 

赫雪爾

18發現紅外線

實驗❶觀察紅外線實驗領域物理Level☆

實驗❷使用紅外線燈的明暗實驗領域物理・地球科學Level☆☆

 

里特

19 發現紫外線

實驗❶可用紫外線燈發光的物質領域物理・化學・地球科學Level☆☆

實驗❷可用紫外線燈發光的實驗領域物理・化學Level☆

實驗❸螢光貼紙實驗領域物理・化學・地球科學Level☆☆

實驗❹UV防護能力領域物理,化學,地球科學Level☆

實驗❺藉由紫外線進行生物實驗領域物理,化學,生物Level☆

實驗❻尋找塗有紫外線顯色墨水的東西 領域物理,化學Level☆

 

楊格

20楊氏雙狹縫干涉實驗

實驗❶分光儀TypeA領域物理Level☆☆

實驗❷分光儀Type B  領域物理Level☆

 

馬呂斯

21偏光馬呂斯定律

實驗❶直交偏光與平行偏光實驗領域物理・地球科學Level☆

實驗❷液晶偏光實驗領域物理Level☆

實驗❸利用偏光板測試光彈性領域物理・化學・地球科學Level☆

實驗❹在偏光板上黏貼透明膠帶??實驗領域物理Level☆

實驗❺黑牆領域物理Level☆☆

 

史特林

22史特林引擎

實驗❶來做一台史特林引擎車吧!領域物理Level☆☆☆☆

 

安培

23安培定律

實驗❶驗證奧斯特的實驗領域物理Level☆☆

實驗❷右旋定則~電磁石的 N 極~領域物理Level☆☆

實驗❸圓形線圈磁場領域物理Level☆☆

實驗❹螺線管的磁場領域物理Level☆☆☆

 

歐姆

24歐姆定律

實驗❶試著將電池連接在100Ω電阻上吧!領域物理Level☆

實驗❷試試看可以串聯幾條100Ω電阻領域物理Level☆

實驗❸試試看可以並聯幾條100Ω電阻領域物理Level☆

 

法拉第

25法拉第電磁感應定律

實驗❶來做一支搖一搖就能發光的手電筒吧!領域物理Level☆☆

 

法拉第

26法拉第電解定律

實驗❶利用鉛筆芯進行水電解領域化學Level☆☆

實驗❷利用竹炭電極進行水電解領域化學Level☆☆

 

焦耳

27從焦耳定律到能量守恆定律

實驗❶試著用電來烤麵包吧!領域物理・化學Level☆☆

 

廷得耳

28廷得耳效應

實驗❶讓光線進入佈滿灰塵的房間吧!領域物理Level☆

實驗❷試著製作膠體溶液,讓光線透射過去吧!領域物理Level☆

實驗❸試著讓光線透射過非液體也非氣體的明膠吧!領域物理・化學Level☆☆

 

貝爾

29電話

實驗❶來做一個紙杯傳聲筒吧!領域物理Level☆

實驗❷細長氣球電話領域物理Level☆☆

實驗❸回音電話領域物理Level☆☆

實驗❹裝有二氧化碳的1m巨大氣球電話領域物理Level☆☆

 

愛迪生

30白熾燈泡

實驗❶試著自製竹炭鎢絲吧!領域物理・生物Level☆☆

實驗❷用鉛筆或自動筆芯來當鎢絲領域物理Level☆☆

實驗❸在二氧化碳或氦氣瓶中讓鎢絲通電領域物理Level☆☆

實驗❹讓鎢絲在液態氮中通電領域物理Level☆☆

 

皮耶、瑪麗

31壓電效應

實驗❶摩擦就會發光的石頭領域物理・地球科學Level☆

實驗❷手持式紫外線觀察箱領域物理・地球科學Level☆☆☆

實驗❸用鞋子發電!領域物理Level☆

實驗❹用發電地板發電!領域物理Level☆☆☆

 

弗萊明

32弗萊明定則

實驗❶DVD盒線性馬達實驗領域物理Level☆☆

實驗❷磁浮列車(線性馬達車)領域物理Level☆☆☆

 

特斯拉

33 目前普遍使用的馬達

實驗❶來做一個法拉第馬達吧!領域物理Level☆☆

實驗❷來做一台橡皮筋動力車吧!領域物理Level☆☆☆☆

實驗❸來做一個交流馬達吧!領域物理Level☆☆☆☆

 

赫茲、馬可尼、范信達

34 電磁波的發訊與收訊

實驗❶來做一台收音機吧!領域物理Level☆☆

 

愛因斯坦

35光電效應

實驗❶光電效應實驗領域物理Level☆☆☆

 

何倫亞克

36LED的發明

實驗❶試著進行三色LED的加色混合!領域物理Level☆☆

實驗❷利用薩瓦尼轉子系統風力發電機點亮LED燈 領域物理Level☆☆

 

結語