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  • 地震?光纖報給你知

    他們將一條四公里長的光纖電纜淺淺地埋在地下20公分處。為了做比較,他們也在同樣的地方埋入地震儀。在一次芮氏強度3.8的地震發生後,他們將光纖上的壓力改變率轉換成地面的加速度後發現和地震儀顯示的強度和相位有非常強的相關性。

  • 以光窺腦-利用光學顯微鏡觀察大腦

    好奇心驅使人類不停地探索未知的知識,大至浩瀚無涯的宇宙,小至各種基本粒子,都充滿了迷人的魅力。以歷史記載來看,從中國的哲學家莊子 (西元前369-286年) 提出的濠梁之辯「子非魚安知魚之樂」,到西方哲學家笛卡爾 (René Descartes, 1596-1650) 提出「我思故我在」這些哲學論述,就知道理解大腦是大多數人都感興趣的方向。所以古代的哲學家們,即便沒有適合的工具及方法,也不停地透過各種論述來探索大腦。

  • (第一章)粒子、場和量子場

    一切物質皆由基本粒子組成。粒子物理學是一門研究基本粒子相互作用的物理學分支。從還原論角度看,粒子物理學是自然科學的基礎。在「粒子物理行」裏,我們會踏足粒
    子物理學的每個角落,包括粒子物理的基本概念、主要研究成果和一些有關歷史。

  • 烏賊球狀水晶體中的漸進式折射率是怎麼變出來的

    “凝膠化(Gelation)維持了頭足類動物眼睛裡的蛋白質密度的變化梯度,這防止了這些動物的眼睛產生像差。”

  • 如何用光線幫星星量體重?廣義相對論的實現

    星星有多重?長久以來,人類能夠直接量度其質量的恆星,只有我們的太陽。利用克卜勒行星運動第三定律,代入太陽系各行星的平均公轉軌道半徑和週期,即使是物學新手亦能輕鬆算出太陽質量。

  • 1923年諾貝爾物理獎:羅拔.密立根

    「科學是由理論和實驗雙腳前進的學問……有時候一隻腳會踏前,有時候是另一隻腳,但只有雙腳並用才能不斷進步。」這是羅拔.密立根(Robert Millikan)在1923年諾貝爾講座上說的話。密立根因為準確測量出電子的電荷以及他對光電效應的研究獲頒1923年諾貝爾物理獎。

  • 1921年諾貝爾物理獎:阿爾伯特.愛因斯坦

    1921年諾貝爾物理學獎得主肯定是史上最著名的科學家。他憑一己之力修改了過去幾百年來從未出錯的牛頓力學,發現了狹義相對論和廣義相對論。他就是阿爾伯特.愛因斯坦(Albert Einstein)。不少人以為愛因斯坦獲得諾貝爾獎的原因必定是相對論,甚至連不少德國人也是這麼想的。其實他是因為解釋了光電效應而獲獎,即是太陽能電池的運作原理。

  • 1919年諾貝爾物理獎:約翰內斯.斯塔克

    約翰內斯.斯塔克(Johannes Stark)的陽極射線和原子物理研究為他帶來1919年諾貝爾物理獎。可是,在第二次世界大戰之中選擇了納粹一方的他,被同盟國軍事法庭判罪,讓這個諾貝爾獎得奬者蒙上種族歧視之千古污名。

  • 1918年諾貝爾物理獎:馬克斯.普朗克

    1918年諾貝爾物理獎得主,就是大名鼎鼎的物理學家馬克斯.普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck)。他的研究和愛因斯坦的相對論一起成為了現代物理學的基礎,甚至連愛因斯坦的諾貝爾得獎研究——光電效應——也是基於普朗克的革新概念:量子(quanta)。

  • 為什麼馬蠅不去叮白馬而蜻蜓喜歡黑色墓碑?

    其實「白馬不怕馬蠅叮」,背後的原理很物理。

  • 1917年諾貝爾物理獎:查理・巴克拉

    1917年的諾貝爾物理獎授與查理・巴克拉(Charles Barkla),以表揚他在進行X射線晶體散射實驗時發現了各種原子特有的發射光譜(emission spectrum)。

  • 1915年諾貝爾物理獎:布拉格父子

    如何能夠看見晶體中原子的排列?1915年諾貝爾物理獎授與兩位父子物理學家——威廉‧亨利‧布拉格(William Henry Bragg)和其子威廉‧羅倫茲‧布拉格(William Lawrence Bragg),因為他們歸納出布拉格定律,使科學家能夠得知各種晶體的原子結構。
     

  • 1914年諾貝爾物理獎:馬克斯・范勞厄

    如何證明X射線是一種電磁波動?1914年諾貝爾物理獎得主馬克斯‧范勞厄(Max von Laue)發現了X射線的繞射現象,證明了其波動性質。

  • 1912年諾貝爾物理獎:古斯塔夫・達倫

    1912年的諾貝爾物理獎,頒給古斯塔夫・達倫(Gustaf Dalén)。達倫發明了能自動調節燃點的海上指路浮標和燈塔,免去經常調節和維修的需要,保障了很多海上工作人員的性命。

  • 量子隱形傳送的突破為什麼還是無法讓我們如星艦船員一樣在宇宙間迷航?

    運用量子力學所揭諸的詭異「量子隱形傳送」特性:量子質點的「狀態」能在兩地間瞬間傳送,兩組研究團隊目前已經創下了量子隱形傳送的傳送距離記錄:其中一組是在加拿大卡爾加里地區用光纖傳送了光子的狀態6.2公里遠,另一組則在中國上海地區傳送了光子的狀態達14.7公里。

  • 1911年諾貝爾物理獎:威廉・維因

    太陽是什麼顏色的?相信大家都認為太陽是橙紅色的。其實太陽應該是白中帶綠的!1911年諾貝爾物理獎頒給威廉・維因(Wilhelm Wien),他發現的維因位移定律(Wien’s displacement law)指出一個擁有太陽表面溫度(約6000度)的黑體的輻射光譜峰值位於綠色光附近。

  • 用無線網絡熱點拍快照

    依據「物理評論通訊」(Physical Review Letters)刊出的結果,一個商業無限網絡(WiFi)路由器發射出的信號可以當做是一種雷達電波,可以用它產生發射台四周環境的影像。

  • 1908年諾貝爾物理獎:加布里埃爾・李普曼

    很多時候,我們都把擁有的視為理所當然,沒細心想過其實世界上並沒什麼是必然的。1908年的諾貝爾物理奬授予加布里埃爾・李普曼(Gabriel Lippmann),因為他發明了一種現代人看來理所當然的東西:彩色照相技術。

  • 1907年諾貝爾物理獎:阿爾伯特・邁克生

    1907年的諾貝爾物理奬授予阿爾伯特・邁克生(Albert Michelson)。邁克生的得奬原因是他改良了干涉儀(interferometer),現在被稱為邁克生干涉儀(Michelson interferometer)。今天回望,我們完全可以說如果沒有邁克生干涉儀,就沒有現代物理學和天文學。

  • 1905年諾貝爾物理獎:菲臘.萊納

    每一個我們習以為常的科學知識,都曾經是前沿的科學假設。例如X光顯影已成為日常生活中再普通不過的技術,這曾是倫琴得到1901年第一屆諾貝爾物理獎的前沿科學。1905年物理獎則頒給真空管的改造者菲臘.萊納(Philipp von Lenard),就是我們在倫琴文章中提到那一款Crookes真空管。

  • 1904年諾貝爾物理獎:約翰.斯特拉特

    在科學發展史上,不同學科的科學家合作研究往往能更有效地促進整體科學發展。1904年的諾貝爾獎就是證明:這一年的物理獎和化學獎分別頒發給兩位研究同一現象的科學家,他們是物理學家約翰.斯特拉特,第三代瑞利男爵(John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh)和化學家威廉.拉姆齊爵士(Sir William Ramsay)。

  • 1903年諾貝爾物理獎:貝克與居禮夫婦

    物理學可說從二十世紀初開始以指數速度發展,各現代物理領域幾乎都可以在這時期找到一些重要人物。而這次介紹的諾貝爾物理獎得主們,就開創了一個全新領域:放射性物理學。1903年共有三位科學家得到諾貝爾物理獎。他們就是得到二分之一獎金的貝克(Henri Becquerel)和各得四分之一獎金的居禮夫婦(Pierre Curie and Marie Curie)。

  • 1902年諾貝爾物理獎:洛倫茲和塞曼

    第二屆諾貝爾物理獎於1902年頒發。這一年共有兩位得主平均分享物理獎,他們是洛倫茲(Hendrik Lorentz)和塞曼(Pieter Zeeman)。

  • 發散電子繞射技術:觀測二維材料奈米級撓曲的新技術

    中研院物理研究所黃英碩研究員帶領的實驗團隊與瑞士的理論學者合作,發展了「發散電子束繞射技術」,能觀測二維材料奈米級撓曲。 

  • 1901年諾貝爾物理獎:威廉・倫琴

    第一屆諾貝爾物理獎得主是Wilhelm Conrad Röntgen,倫琴。這個名字和一種與我們的生活息息相關的物理現象相連,不過卻沒有被冠上倫琴的名字。倫琴就是X 射線(X-ray)的發現者,即我們日常說的X光。為什麼X射線不稱為倫琴射線呢?原來這與X射線的發現有關。

  • 用光與熵放牧DNA

    在分析包括DNA在內的單個分子時,科學家需要使用流體的路徑來操控及輸送這些個體。他們使用「熵奈米侷限」技術,可以在流體管路內控制DNA與其他奈米尺寸的樣品的運動。

  • 1924年諾貝爾物理獎:曼內‧西格巴恩(Karl Manne Georg Siegbahn)

    「如果說我看得比較遠,那是因為我站在巨人的肩膀上。」牛頓曾經用這句話比喻科學發現並非一個人的功勞,而是建立在眾人前人的成果之上。1924年諾貝爾物理奬得主曼內‧西格巴恩(Karl Manne Georg Siegbahn)就是個非常好的例子。

  • 兩波源的干涉

    高三課程講到波動時,有水波的兩個點波源發出的波的干涉,在黑板上要畫許多同心圓,再畫出節線、腹線,但沒有用波的形狀來講解。在此利用簡單的東西可以以波的形式解說,也可用在雙狹縫干涉的講解。

  • 折射與全反射

    最近高三課程上到折射現象、全反射,想起在網路上及北京清華大學演示教學資料中有個有趣的實驗。將濃鹽水(有人用糖水)與清水分別裝入魚缸內,以雷射筆的光束可以演示折射、全反射等現象。雖然可以演示全反射現象的實驗很多,這個演示因為食鹽水會逐漸擴散,可以看到折射率漸進的變化,而且每天都有點不同。

  • 3D虛擬影像觀測箱與看聲音在跳舞

    「3D虛擬影像觀測箱」,這是一個利用光的反射與折射定律而形成的一個3D視覺虛擬環境;在「看聲音在跳舞」實驗裡,筆者透過雷射光的振動來觀察聲波。