改變世界的科學定律：與33位知名科學家一起玩實驗


	「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。多位科普專業人士誠心推薦（依首字筆畫排序）　　姚荏富（科普作家）　　張東君（科普作家）　　陳振威（新北市國小自然科學領域輔導團資深研究員）　　鄭國威（泛科學知識長）


	目錄阿基米德 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