《探究物理》共五冊,分別是《挑戰萬有引力》、《遨遊電子王國》、《解譯聲波密碼》、《駕馭原子世界》和《探索太空奧秘》。本叢書深入淺出地點出了力學、電學、光學、聲學、原子物理學、天體物理學、環境物理學的重點與精髓,是青少年學習和瞭解最新科技知識的良師益友。書中提出的一些懸而未決的疑難問題必將激發出青少年探索物理奧妙的熱情與濃厚興趣。
各界推薦
名人推薦:
推薦序
生長在一個知識爆炸的時代,我們每天甚至每分每秒都被新的資訊衝擊著,有時根本還來不及接收,這些新訊在轉眼間已成為舊聞;隨著科技產業的日新月異,新穎的科技產品也是不斷地推陳出新。我們每天幾乎都是透過手上的3C產品,將所有的資訊及知識「滑」到眼前,但不論內容是什麼,我們總是用不超過五秒鐘的時間,伸出手指毫不留情地將它滑開,因為後頭還有數不盡的新訊等著我們去看,沒有時間─仔細閱覽,深怕一個不留神,就跟不上這個快速轉變的世界。在我們汲汲營營求新求快的同時,似乎忘了抬頭看看四周的世界、忘了與你身旁的人對話、更忘了伸出手去翻一本好書。
放下手機,試著回想你有多久沒有好好閱讀一本書了呢?尤其是正處求學階段的青少年們,陪伴你們成長、讓你們獲得知識的絕對不僅僅是那台電腦或那支手機,更多的是一本本放在書架上等著你去挖掘、去探索的知識寶庫。身為教育者最擔憂的莫過於看見莘莘學子們在3C 世界裡不斷向下沉淪,每天緊盯著手上的螢幕,茶不思、飯不想,達到另一種「廢寢忘食」的境界,而學業,早就被拋諸於腦後了。這難道能不令人憂心忡忡嗎?
要改善這個在校園裡已逐漸蔓延擴散的現象,必須從根本的基礎做起。首要的關鍵就是讓青少年重拾對閱讀的興趣,進而將閱讀視為一種生活態度,自然而然地在生活中養成閱讀的好習慣。「閱讀」是須要培養的。能夠引起閱讀動機,讓青少年主動伸手翻書是極為重要的第一步,然而要讓莘莘學子跨出艱難的這一步,書籍內容是否具有吸引力是相當關鍵的。當然,能從閱讀中汲取知識、增廣見聞、豐富人生色彩,才是閱讀最大的樂趣與助益。在此,要鄭重向各位學子們推薦「青少年科普叢書」系列書籍,是專為中小學生打造的優良讀物,目前的出版品有《科學揭祕動物世界》、《探究物理》等套書。
《科學揭祕動物世界》分為無脊椎類、海洋類、魚類、兩棲爬行類、鳥類、哺乳類等六冊,每冊皆有數十個主題,每個主題的篇幅精煉,並針對主題附上優美的照片,深刻讀者們的印象,讓讀者不僅能從文字認識動物,還可由照片看見動物之美。書中除了介紹生活中常見的動物之外,還要帶領大家認識稀有罕見甚至瀕臨滅絕的動物,讓我們能夠更加珍惜與愛護這片土地,好讓這些動物能無憂無慮地生存下去。此書最特別之處在於描寫了若干動物的小故事,為平凡的文字增添了生動有趣的色彩,也提升了對讀者的吸引力。
《探究物理》分為挑戰萬有引力、遨遊電子王國、解譯聲波密碼、駕馭原子世界、探索太空奧祕等五冊,匯集多元的物理現象,藉由一則則小故事,介紹力學、電學、聲學、原子學及天文學等等的學科知識,其中也包含在全球廣為討論並飽受爭議的「核能」應用,使讀者懂得學思並重,思考物理學發展帶給人類的利弊得失,進而探究其未來趨勢,讓物理學為人類生活帶來更多更廣的助益。
來吧!讓我們一同閱讀「青少年科普叢書」,揭開科學的神祕面紗,探索其中的奧妙,一定能讓你感受閱讀的樂趣,並且獲益良多。
王惠亮
推薦者簡介/
王惠亮
現職:國立高雄師範大學生物科技系教授兼副校長
經歷:國立高雄師範大學生物科技系系主任、總務長、教務長
學歷:美國康乃爾大學博士
專長:分子生物、遺傳工程、生物農藥
推薦序
近代以來,科學發展迅速,民眾的工作與生活都講求迅速和效率,智慧型手機和電子產品充斥於生活之中,學生的學習受到很大影響,較常閱讀短文或短句,結果只能從事短句的寫作,導致「閱讀」這件事已被邊緣化。先進國家組成的OECD組織,大力提倡閱讀,發展PISA 的測驗,我國也看見這等危機,參加測驗,並在學校教學提倡閱讀的教學與評量。
科學的學習需要講求方法,動手做的學習、POE的教學等不勝枚舉,然而,很多人卻忘了「知識」才是提升素養與學習的根本。知識靠閱讀,《探究物理》期望對中學生的閱讀作出貢獻,在內容的編排上,講究幾項特色:
(一)科學史的內容,對科學演化歷程的理解即是對科學素養的提升,本叢書以科學史的邏輯引導學生有效閱讀科學,內容則延伸到最尖端的知識,大到宇宙的深處,小到原子或電子的運動,深入淺出地以「專題」的型態呈現,充實學生與科學對話的根本。
(二)故事解說,美國解說之父Tilden 曾提出生態解說的六大原則,故事解說是重要的原則之一,本叢書以科學故事的編排作為主軸,呼應善用學生喜歡聽故事的特質,有效提升中學生的科學知識。
(三)閱讀的興趣,不論是科學教育學家或生態解說員,都同意提升學生的學習興趣,是學習的重要工作,本叢書把內容和標題趣味化,例如尋找系外行星的標題是「尋找太陽的表兄弟」,不但有效解說科學內容,更能促進學習的興趣,讓專業的知識不再艱深,藉以面對中小學生的學習特質。
本叢書運用專題形式、科學史的故事以及趣味化的寫作,能夠有效吸引中學生對閱讀的喜好,進而提升中學生的科學素養,是一套值得推薦給中學生閱讀的好書。
蘇明俊
推薦者簡介/
蘇明俊
現職:樹德科技大學休閒與觀光管理系助理教授
高雄市天文學會理事長
經歷:國立高雄師範大學物理系兼任助理教授
高雄市立左營高中、三民國中物理教師兼主任
學歷:國立高雄師範大學科學教育理學博士
專長:物理學、地球科學、科學教育
名人推薦:推薦序
生長在一個知識爆炸的時代,我們每天甚至每分每秒都被新的資訊衝擊著,有時根本還來不及接收,這些新訊在轉眼間已成為舊聞;隨著科技產業的日新月異,新穎的科技產品也是不斷地推陳出新。我們每天幾乎都是透過手上的3C產品,將所有的資訊及知識「滑」到眼前,但不論內容是什麼,我們總是用不超過五秒鐘的時間,伸出手指毫不留情地將它滑開,因為後頭還有數不盡的新訊等著我們去看,沒有時間─仔細閱覽,深怕一個不留神,就跟不上這個快速轉變的世界。在我們汲汲營營求新求快的同時,似乎忘了抬頭看看四周的世界、忘了與...
章節試閱
多功能半導體
一提起半導體,人們自然會想到導體、絕緣體。導體就是能夠讓電流通過的物質,像銅、銀、鐵等金屬材料都是良好的導體。而絕緣體是不能夠使電流通過的物質,像玻璃、橡膠、陶瓷等就是大家較為熟悉的絕緣體。半導體是相對導體和絕緣體而言的,人們通常把導電程度介於導體和絕緣體之間的物質稱為「半導體」。
目前,科學家已經發現具有半導體性質的物質有鍺、矽、砷化鎵、磷化鎵、磷砷鎵、銻化銦、硫化鎘、碲鎘汞、鈦酸鋇、碲化鉍等。另外,還發現一些有機化合物也具有半導體的性質。科學家還研究生產出了具有半導體性質的玻璃、陶瓷等等。科學家為了研究的方便,又把這些半導體材料分門別類。一般來講,由一種元素組成的半導體材料叫作「元素半導體」,像鍺和矽就是元素半導體的典型代表;由兩種以上的化學元素組成的半導體,叫作「化合物半導體」,最典型的要算是砷化鎵、磷化鎵和磷化銦了。
半導體材料已經成為一門新興且獨立的材料科學,得到了飛快的發展。半導體材料對於雜質有非常敏感的效應,在常溫下一個高值的半導體矽材料,電阻率為20 萬歐姆/公分,當摻入1/106微量的雜質時,它的導電能力會一下提高20多萬倍。另外,半導體材料的導電能力,受溫度的影響也很明顯,像矽這樣的半導體材料在200°C情況下,要比常溫下的導電能力提高幾千倍。半導體材料對於光照也非常敏感,如硫化鎘在一般燈光的照射下,它的導電能力可提高幾十倍至幾百倍。除此之外,一些半導體材料還具有發光的特性,當對某些半導體注入一個特定電流之後,它們就會發射出紅、橙、黃、綠、藍等不同顏色的光。也有一些半導體材料對於某種氣體有著獨特的吸附作用,一旦吸附了這些氣體就會使它的導電性質發生變化。某些半導體材料在特定的條件下,對所處系統的壓力有著非常高的敏感性等等,這些特性不勝枚舉。正因為半導體材料具有這些特殊的性質,才使得它在短短的幾十年中,得到飛快的發展,為人類作出了獨特的貢獻。1948年人們第一次製作出了點接觸電晶體。1950年製作出了鍺單晶,不久又製作出矽單晶。1961年人們又用半導體矽材料製作出了幾種半導體電路。直到現在已經用半導體矽材料成批生產出了大型積體電路,用這些電路製造了電子電腦、機器人等。在只有指甲那麼大的矽片上,作出了50萬個元件,這種元件密度可以與人腦細胞密度相比。
在微波通訊領域裡,砷化鎵半導體材料作出了不可忽視的貢獻。1963年在砷化鎵體內發現了體效應,利用這種效應可以產生微波振盪。於是人們利用砷化鎵製成了幾十種微波器件。現在正向微波積體電路的方向迅速發展。
利用半導體材料製成的發光器件更是數不勝數了,磷化鎵可以製造發綠光的器件,氮化鎵又可以製出發藍光的器件,碲鎘汞這種半導體材料又可製成紅外探測器件。利用這些顯示器件可以作成顯示幕,為現代化的儀器儀錶增添了光彩。
氣敏半導體器件是半導體材料另一新的應用。這種器件是採用氧化鋁這類半導體材料製成的。它吸附微量的氣體後,便可以改變器件的導電特性。用這種氣敏半導體器件可以檢測出百分之幾的微量氫氣、甲烷、一氧化碳以及汽油、酒精、乙醚等可燃、易爆、有毒的氣體,可用於化工廠的管道探漏、環境監控、安全防火等自動警報裝置。
半導體碲化鉍是一種良好的半導體製冷材料,可以製成半導體製冷元件,也可以組裝成各式各樣的製冷裝置,像半導體凝固點測試儀、半導體冰箱、冶金工人戴的冷帽、醫學上的冷凍切片、手術用的冷床、冷被、白內障摘除器和皮膚病的冷療器等。
隨著世界性的能源緊缺,人們開始尋找新的能源為人類服務,半導體材料將在其中扮演重要的角色。在美國田納西州諾克斯維爾市召開的世界能源博覽會上,一艘光彩奪目的龍船吸引著世界各地的參觀者,其實這並不是一艘輝煌的中國古代龍船,而是一艘新穎的太陽能遊艇。遊艇的動力就來自船頂上的兩塊滑蓋式的太陽能電池板,功率可達200瓦。這種電池板就是利用半導體矽材料製成的。這種矽太陽能電池還可用於人造衛星、太空船等太空技術,既可以減輕重量又節約了能源。矽太陽能電池也可用於沙漠、高山等缺乏能源的地區。目前,世界上正在研究非晶態矽,以探索低成本的太陽能電池生產工藝。可以預測,半導體材料在解決世界能源問題上將會占有重要的位置。
當然,半導體積體電路,大規模、超大型積體電路的研究製造,微波器件、微波積體電路、半導體發光器件等等更是離不開半導體材料。據統計,全世界多晶矽的生產能力已經超過5,000噸,其中美國大約占2,500噸。中國也把發展大型積體電路作為重點項目。
多功能半導體
一提起半導體,人們自然會想到導體、絕緣體。導體就是能夠讓電流通過的物質,像銅、銀、鐵等金屬材料都是良好的導體。而絕緣體是不能夠使電流通過的物質,像玻璃、橡膠、陶瓷等就是大家較為熟悉的絕緣體。半導體是相對導體和絕緣體而言的,人們通常把導電程度介於導體和絕緣體之間的物質稱為「半導體」。
目前,科學家已經發現具有半導體性質的物質有鍺、矽、砷化鎵、磷化鎵、磷砷鎵、銻化銦、硫化鎘、碲鎘汞、鈦酸鋇、碲化鉍等。另外,還發現一些有機化合物也具有半導體的性質。科學家還研究生產出了具有半導體性質的玻璃...
目錄
推薦序/王惠亮
推薦序/蘇明俊
前言
電子
卡爾遜和他發明的靜電影印機
顯微鏡下的電子王國
多功能半導體
電子顯微鏡正醞釀著新突破
怒髮衝冠
貝爾和他的電話
手機可能增加患腦癌風險嗎?
神祕的「損傷電流」
靜默與佯動
電波引來的導彈
電子「雪崩」
電子間諜
電子罪犯與電子偵破
驚心動魄的電子戰
廣播應徵入伍
高速度的載客電梯
發明電燈的故事
備受青睞的光電牙刷
從寒暑表到電子體溫計
挽救病人生命的起搏器
思想也是一種電波
神奇的超低溫世界
指紋鑑定儀和它的對手
從電子母雞孵小雞說起
電子動物顯神通
電子偵查員跟蹤瀕危野生動物
奇特的電子蛙眼
電子警犬
從機器人當上了守門員說起
電腦算命是騙人的
把賈寶玉、林黛玉存進電子檔案
電腦能夠改變戰爭的面貌
使用電腦的憂患
多媒體技術與互聯網路
備受歡迎的微波爐
鮮為人知的電火箭
電磁
魔鬼石頭
備受關注的駐極體
自學成材的電磁學家
地震治好了腱鞘囊腫
無形的殺手
人與磁
鴿子參軍
電子譯電員
魚能放電的祕密
耐人尋味的生物電
從泰勒斯的發現說起
檸檬電鐘
可利用的微生物新能源
五彩繽紛的電光源
能源
向大海要油
從錢塘江潮看潮汐發電
海浪和洋流發電
重新估價風力能源
太陽能飛行器
太陽能汽車越跑越快
打撈落海的太陽能
太陽能電池的昨天、今天和明天
電池大家庭
導電塑膠
潛力無窮的中國地熱資源
地熱之花--乾熱岩
能有效利用化石燃料的磁流體發電
21世紀的重要能源─重油
未來的能源,地球環保的救星--氫
光也是電磁波
能創造奇蹟,也能惹麻煩
捕捉光的故事
變幻無窮的海水顏色
晶瑩奪目的水下「燈會」
車胤夜讀借螢光
夜眼--光增強器
多功能的紅外線
明察秋毫的高空「偵查兵」
忠於職守的「哨兵」
夜視器材大展鴻圖
響尾蛇與紅外導引裝置
引誘殺蟲
巡天察地的遙測衛星
光纖通訊前程似錦
雷射和肖洛
價值連城的珠寶不翼而飛
奇妙神通的雷射雷達
厲害的雷射武器
雷射武器的分類及其特性
給炸彈裝上人造眼
雷射美容及其他
用雷射在心臟上打孔
雷射除污與打撈回收
雷射在農業上也具備多功能
光也污染環境
關於避雷針形狀的爭議
短暫的閃電
航空與航太殺手--雷電
雷電將象徵著光明與希望
光子肥料
太陽光帆
推薦序/王惠亮
推薦序/蘇明俊
前言
電子
卡爾遜和他發明的靜電影印機
顯微鏡下的電子王國
多功能半導體
電子顯微鏡正醞釀著新突破
怒髮衝冠
貝爾和他的電話
手機可能增加患腦癌風險嗎?
神祕的「損傷電流」
靜默與佯動
電波引來的導彈
電子「雪崩」
電子間諜
電子罪犯與電子偵破
驚心動魄的電子戰
廣播應徵入伍
高速度的載客電梯
發明電燈的故事
備受青睞的光電牙刷
從寒暑表到電子體溫計
挽救病人生命的起搏器
思想也是一種電波
神奇的超低溫世界
指紋鑑定儀和它的對手
從電子母雞孵小雞說起
電子動物顯...
購物須知
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