所有文章

  • 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。

  • 太陽大爆發的新通用模型

    太陽表面有各種形狀、大大小小的爆炸,但是新的理論模擬指出有兩種噴發的起因應該是相同的。

  • 1913年諾貝爾物理獎:卡梅林・昂內斯

    物質有哪幾種狀態?氣態、液態、固態,還有形成火焰的離子態,都是日常例子。1913年的諾貝爾物理獎就頒給卡梅林‧昂內斯(Kamerlingh Onnes),表揚他成功把氦氣液化,而且創下了當時人造最低溫紀錄:絕對零度以上1.15度——1.15K——即攝氏 -272度。

  • 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。

  • 從磁性材料看希格斯衰變

    依據一份傑恩(Jain)及其研究團隊在「自然物理」(DOI: 10.1038/ nphys4077)刊出的報告,二維的反鐵磁材料可以提供希格斯波色子衰變一個凝態版的類比。

  • 戈薇磁鐵(Kagome Magnet)可能是一個無能隙的自旋液體

    新近對在戈薇晶格上的反鐵磁系統(戈薇反鐵磁)的數值研究顯示,系統的基態很可能是一種無能隙的自旋液體。大家對自旋液體的興趣是在於他不是有序的鐵磁系統,而是一直保持在無序的狀態,這可能對拓樸量子電腦(topological quantum computers)會有用。

  • 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)。

  • 白矮星的神秘磁性 (The Mysterious Magnetism of White Dwarfs)

    白矮星─恆星超高密度的殘骸,是許多發亮天體演化的終點。然而天文學家們卻一直沒搞清楚白矮星的磁場是怎麼來的。一個研究團隊決定要研究一下這個問題並將之與我們的木星鄰居聯繫起來。

  • 自旋角動量:從愛因斯坦-德哈斯實驗講起

    因為博士班時期的研究領域,剛到學校任教的第一個學期,便被指派開了「磁性材料」這門課。磁性材料通常是物理系高年級或材料所研究生的選修課,但會用到的基礎知識包含了:量子力學、電磁學、甚至是統計熱力學…等,代表著要透徹了解「磁學」 (magnetism) 這個在物理領域歷久不衰的主題,似乎得花上不少時間將基礎建立起來。有趣的是,雖然我的研究主題一直都是磁學,但在求學過程中完全沒有修過這門課,因此準備起來格外吃力。在蒐集課程素材的過程中,除了重新細讀幾本以往只拿來當工具書的文本外,也意外地發現了一些課本中常忽略掉的重要實驗。愛因斯坦-德哈斯 (Einstein-de Haas) 實驗便是一個很有趣的例子。

  • 磁鐵磁極檢測—磁鐵指南針、電磁鞦韆與直流馬達

    學習磁鐵磁極檢測與電磁鞦韆有關科學原理

  • 固定式電磁跳動線圈與浮接式電磁振盪線圈

    認識電磁力或磁極交互作用、電流磁效應、安培右手定則等科學知識,並比較與僅由科學知識教學學習這些科學知識學生的差異!

  • 磁性薄膜中之磁矩方向操控

    在磁性材料科學之發展歷史中,自旋磁矩方向操控之物理與技術一直是非常重要之研究主題。其背後原因涵蓋磁性材料之形狀、晶格結構、元素成分等多方面與基礎材料物理相關的因子。而其可應用之領域涵蓋現今資訊產業中磁感應與磁儲存等重要技術。在本文中,我們將逐步介紹幾種自旋磁矩方向操控之物理,並簡單舉例說明其於下一世代高密度資訊產業上之創新應用。

  • 磁場解心痛

    美國物理學會三月大會─由於自從1900年初起許多常見的疾病都已經可以被治癒,人的壽命大增了20到30年。然而更長的壽命時常不經意的給人類產生了一堆新的負擔,特別是對人的心臟。從1930年代起就名列死亡原因金牌的心血管疾病之完全防治仍然遙遙無期。即使現代醫學已經將心臟疾病的致死率由1979年的64%降到2014年的23%─每四個美國死亡人口之中就有一個是心臟病發作造成的,而中風也仍是高居現今死亡原因的第五名!。

  • 電磁英雄列傳之五:法拉第(下) 新時代的普羅米修斯

    工業革命之後,科學與社會的互動變得比以前更密切,而科學家不僅要焚膏繼晷地探究自然的奧妙,還要將科學的新知轉換成大眾熟悉的語言,甚至要幫社會解決問題,簡直成了希臘神話中那位教會人使用火的普羅米修斯了。綜觀法拉第的一生,在普及科學方面可是說是開風氣之先,此外他還運用他的科學知識幫助社會處理礦災,燈塔甚至發臭的泰晤士河。說他是維多利亞時期的普羅米修斯毫不為過呀!

  • 電磁英雄列傳之七:亨利

    阿文有幸曾在美國東岸馬里蘭州待過五年半,記得剛到馬里蘭的College Park時隔天就跑到附近的美國首都,華盛頓特區著名的Mall參觀。印象最深的是其中一棟看似歐洲中世紀城堡的建築。一問之下才知道是史密森尼學會的總部。建築物前還有一尊銅像,不過阿文當時只喜歡跑進隸屬史密森尼學會的華盛頓國家畫廊欣賞各時期的西洋繪畫,對這尊銅像到底是誰從沒放在心上。在馬里蘭當博士生的時候,雖然不時遛達跑去國家畫廊看畫,順便到鄰近的China Town吃碗海鮮炒麵打打牙祭,對其它附近的博物館向來是興趣缺缺,直到最近寫起電磁英雄傳才赫然發現,原來那尊立在”古堡”前銅像原來正是本集的主角:約瑟夫.亨利。他是史密森尼學會的首任會長,但是讓他真正青史留名的是他在電磁學的各種貢獻。其實比起法拉第,亨利毫不遜色,然而不知為什麼他的知名度在美國之外相對地低,大家頂多只知道電感的單位叫亨利,至於亨利是何許人也恐怕大家也不甚了了,就讓阿文好好地將他的豐富人生做個介紹吧。

  • 電磁英雄傳之九:馬克斯威爾(下)

    雖然學物理的人,沒有一個沒學過馬克斯威爾方程式,然而鮮少有人去讀馬克斯威爾的原始論文。如果各位看官跟阿文一樣去讀的話,一開始一定會一頭霧水,完全看不懂馬克斯威爾在幹嘛。這是因為現代的教科書早已將馬克斯威爾方程式簡化成現代讀者容易接受的形式,而非看來相當憋扭笨拙的十九世紀樣式。但是更要緊的是這背後隱含著的是一次劇烈的"典範轉移",馬克斯威爾當年念茲在茲的分子渦流模型早在二十世紀初就被拋諸腦後。雖然馬克斯威爾開創的電磁理論打開邁向相對論之路,但是相對論卻回頭將馬克斯威爾深信不疑的以太學說徹底推翻。探索科學史的最大樂趣往往就是發現科學思潮的變換,也讓自己對物理的演進有更深一層的了解。請各位看官一起跟阿文來探索一番吧。

  • 電磁英雄列傳之十二:羅倫茲(下)

    上一回的阿文開講提到了羅倫茲花了整整十二年的時間,從1892年開始發展出他的"電子理論"。他的出發點是將帶電粒子與以太的運動脫鉤,換句話說,以太不會被物體所牽動。接下來阿文要仔細地解釋他是如何一步一腳印地完成這項工作。

  • 見證帝國斜陽的劍橋人:拉莫爾爵士

    上一回阿文介紹擔任劍橋大學盧卡斯講座教授長達五十四年的斯托克斯,主編斯托克斯論文全集的正是接續他擔任盧卡斯講座教授的拉莫爾爵士(Joseph Larmor)。今天提到拉莫爾大家只會想到描寫磁矩在磁場下會產生的拉莫爾進動或是進動的頻率(就叫拉莫爾頻率),或是加速電荷發出的輻射功率的阿莫爾公式,卻不知道他當年乃是跟羅倫茲並駕齊驅的一員健將,他的許多工作大都隨著"以太"一起成了明日黃花,拉莫爾爵士在九泉之下想來也只能苦笑了。斯托克斯與維多利亞女王同一年出生,一輩生活在大英帝國的盛世之中。拉莫爾爵士則見證了日不落帝國由盛轉衰,世紀末的劍橋又是怎樣的一番景況呢?且讓阿文我為您慢慢道來。
     

  • 熱愛物理的總統閣下

    柏拉圖在他的對話錄"共和國"中曾大放厥詞,聲稱哲學家最適合擔任國家的領導者,不過事實上,哲學家皇帝似乎未曾成真,倒是少見地有一位物理學家在風雲際會下當過短暫的共和國的元首,不過比起他生平其他的事蹟,當上元首這件事對他還真是小菜一碟。他是誰呢? 就是法國科學家Dominique François Jean Arago (一般簡稱為François Arago)。其實在"阿文開講"的專欄中,他已經出現好幾回了,只是在前幾篇他只是配角,今天就讓阿文我來細數他一生的傳奇。