跟科學家一起認識構築世界的50個物理定律：發現契機x原理解說x應用實例


	只要三步驟，就能簡單了解世界上所有物理定律的原理　　讓科學家親自教你50個重要物理定律及原理。　　從發現契機→原理解說→應用實例。　　用三階段讓你徹底了解影響世界的物理定律。　　聽到物理學這三個字，不少人都因為枯燥乏味的教科書而大感棘手。　　然而，歷史上眾多的科學家們，卻是像前述那樣，　　從對身邊現象的簡單疑問開始，一步一步發現重要的定律和原理。　　本書將透過虛構的歷史科學家訪談，讓大家一邊感受這些科學家們的熱情和氣息，　　一邊解說他們發現的定律和原理。　　另外，為了抽象性高的物理原理更好理解，　　書中還附上有趣插畫和說明圖，以及許多補充註解。　　相信大家都能跟著發現者的科學家本人，一起快樂地讀下去。　　同時，還會向大家介紹這些定律和原理，對現代人日常生活的哪些層面能派上哪些用場。　　希望能讓大家切切實實地感覺到「這世界是由物理定律組成的」這件事。　　◎動量守恆定律──宇宙求生　　假設未來有一天你在太空站工作時，最重要的救命繩索不小心斷掉了。　　太空船遠在你伸手搆不到的地方，而且周圍又恰好沒有其他同伴。請問你要如何返回太空船呢？　　沒錯，就是利用動量守恆定律。譬如，你可以朝與太空船相反的方向扔擲手邊的工具，　　根據動量守恆定律，你將會慢慢地靠近太空船。　　由於真空中不會有摩擦，所以理論上你只須扔一次就能回到太空船了。　　◎角動量守恆定律──貓旋　　貓即使在半空中也能不借助外力迴轉身軀。用直覺來想，這真是一件非常不可思議的事。　　因為貓在落下前是靜止的狀態，所以角動量是零，而在落下的過程中貓的角動量也該全程守恆為零才對。　　因此，理論上貓是不可能在空中改變身體方向的。　　事實上，貓在空中時背部其實是彎曲的，因此可藉由扭動身體和伸縮手腳，　　在保持角動量為零的狀態下改變方向。　　◎功的原理──人類的功率　　人類1天會攝取8400kJ（約2000kcal）的食物，以此能量維持生命。　　而1天有8萬6400秒，所以粗略來說，我們每個人每秒約會產生100J的熱。　　換言之，1個人就算站著什麼都不做，做的功也跟點亮的100W燈泡差不多。　　在狹窄的空間人擠人時常常會感覺到「人的熱氣」；　　如果知道一個人每秒產生的熱就跟一個100W的燈泡差不多，就會覺得這個現象是理所當然的。


	目錄前言............................................................................................................... 2 力與能之章物體是如何動起來的？虎克虎克定律............................................................................. 16 做了彈簧、木頭、石頭、骨頭等所有物體的變形實驗斯蒂文力的平行四邊形法則........................................................ 22 利用三角形計算合力牛頓萬有引力定律..................................................................... 28 在發現之初竟被批評是怪力亂神…… 伽利略第一運動定律（慣性定律）............................................ 34 推翻天動說，證明了地動說牛頓第二運動定律（運動定律）............................................ 40 力的單位N（牛頓）的由來牛頓第三運動定律（作用力反作用力定律）....................... 46 用手托起蘋果，蘋果也在推動你的手傅科慣性力.................................................................................. 52 用鐘擺實驗證明了地球會自轉惠更斯動量守恆定律..................................................................... 58 爭論的結果，動量被定義為質量×速度克卜勒角動量守恆定律................................................................. 64 根據天體觀測的結果推導出天體的運行伽利略單擺定律............................................................................. 70 觀察教堂的吊燈擺動而得到靈感阿基米德槓桿原理（槓桿定律）.................................................... 76 奉國王命令用槓桿滑輪移動了巨大軍艦伽利略功的原理............................................................................. 80 從機械工匠們的經驗性知識想出做功的效率蘭金力學能守恆定律................................................................. 86 眾多科學家齊心協力解開了能量的性質邁爾能量守恆定律..................................................................... 92 因船醫的經歷而對能量的產生方式萌生興趣電磁之章我們的身邊充滿看不見的電吉爾伯特................. 電和電流迴路 98 許多物質都具有摩擦後可吸附小物體的特性吉爾伯特磁和磁鐵............................................................................. 106 透過羅盤的指針活動得知地球也是一個巨大的磁鐵歐姆歐姆定律............................................................................. 112 被電流產生磁場的現象吸引，開始研究電力克希荷夫克希荷夫定律..................................................................... 118 如何測量複雜迴路的電流？庫倫庫倫定律............................................................................. 124 靜電力的大小和距離有著密切關係焦耳焦耳定律............................................................................. 130 在實驗中弄清了焦耳熱的產生量厄斯特右手定則............................................................................. 136 電力和磁力肯定存在交互關係弗萊明弗萊明左手定則................................................................. 142 如何向學生淺顯易懂地解釋電流、磁場、作用力的關係？法拉第法拉第電磁感應定律........................................................ 148 只要弄清電與磁的關係，理應就能用磁產生電馬克士威電磁波.................................................................................. 154 電與磁的作用會以波的形式高速傳遞波之章所有事物傳遞的原理赫茲波的波長和頻率................................................................. 162 成功收發了只在理論上被預言存在的電磁波畢達哥拉斯聲音三要素......................................................................... 168 音程的高低是否會因樂器的物理條件而改變呢？傅立葉波的疊加原理..................................................................... 174 波的疊加概念，最初是為了分析頻率惠更斯惠更斯原理......................................................................... 178 波會形成各種形狀，傳遞方式有一定的規律司乃耳反射‧折射定律................................................................. 184 光的反射和折射，跟聲音和水波的性質相同牛頓光的波動說和微粒說........................................................ 190 光的本質到底是粒子，還是波？夫朗和斐光的散射和頻譜................................................................. 196 用高性能稜鏡觀察陽光，可以看見黑線楊格光的繞射和干涉................................................................. 202 因身為醫師而對人類的視覺產生興趣，開始研究光學都卜勒都卜勒效應......................................................................... 208 耳朵聽到的音高改變現象也可以解釋雙星的顏色變化流體之章氣體和液體是怎麼運動的？阿基米德阿基米德原理..................................................................... 216 奉國王之命，檢驗王冠究竟是不是純金製造帕斯卡帕斯卡原理......................................................................... 222 思考真空，注意到大氣也存在重量白努利白努利定律......................................................................... 230 與能量守恆之主題一同探討流體的性質儒可夫斯基庫塔-儒可夫斯基定理....................................................... 236 為什麼比空氣更重的機器能飛在空中？雷諾雷諾的相似原理................................................................. 242 因為當造船技師學徒的經驗，開始研究船的安全性熱之章熱是如何產生的？倫福德熱與溫度............................................................................. 250 由大砲砲身變熱的現象，對熱質說產生懷疑波以耳波以耳－查理定律............................................................ 256 使用真空泵，發現了氣體的各種性質馬克士威熱力學定零定律................................................................. 262 因土星環的研究而想出分子運動論焦耳熱力學第一定律................................................................. 268 在家族經營的釀造場角落，默默進行發熱的實驗克勞修斯熱力學第二定律................................................................. 274 不得不承認熱只會從高溫流向低溫能斯特熱力學第三定律................................................................. 280 溫度有下限嗎？降至低溫極限後物體會發生什麼事？微觀世界之章時間和空間的誕生長岡半太郎原子的結構......................................................................... 286 原子的結構是像土星環一樣，電子繞著原子核轉德謨克利特原子和分子......................................................................... 292 所有物質都是由原子組合而成的瑪麗‧居禮輻射能‧輻射線................................................................. 298 為了找出未知的輻射能，持續從礦物中分離元素湯川秀樹核反應.................................................................................. 304 原子核明明承受著巨大的作用力，為什麼還能保持穩定？格爾曼基本粒子和夸克................................................................. 310 原子中，應該有除了質子、中子及電子之外的新粒子愛因斯坦光速不變原理和狹義相對論............................................ 316 必須承認光的速度無論在任何情況下都不會改變本書登場的定律‧原理一覽.................................................................... 322 參考文獻...................................................................................................... 324