- 終端速率 〈Terminal Speed〉 2010/12/27
終端速率 〈Terminal Speed〉
臺北市立第一女子高級中學林妏霙/臺北市立第一女子高級中學黃克雄老師修改/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯一般我們在討論拋體時，都會忽略空氣阻力，但是如果當一個物體的初速率過大或從足夠高的地方拋出，空氣阻力就不能被忽略。
- 3K宇宙微波背景輻射（3K Cosmic Microwave Background Radiation） 2010/12/24
3K宇宙微波背景輻射（3K Cosmic Microwave Background Radiation）
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background radiation，簡稱「背景輻射」，又稱「$$3K$$ 背景輻射」），因為光譜特徵約和絕對溫度 $$3K$$ 的黑體輻射相同而得名，而呈現的頻率屬於微波範圍。- 哈柏定律（Hubble’s law） 2010/12/24
哈柏定律（Hubble’s law）
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
1929 年美國天文家哈柏（Edwin Hubble，1889-1953）對星系作光譜分析時，發現遙遠的星系在光譜上呈現紅位移，也就是說星系正遠離我們而去，且距離愈遠的星系遠離的速度愈快，徑向的遠離速度（radial velocity）與距離成正比，此關係式被稱為哈柏定律（Hubble’s law）：$$v=H_0{D}$$ Continue reading →
- 暗能量（Dark Energy） 2010/12/24
暗能量（Dark Energy）
國立彰化高級中學物理科李明中老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯愛因斯坦在1916年發表的廣義相對論中，為了修正原來方程式所導致的變動宇宙，刻意加入了宇宙常數項修正，以產生相斥力量與重力抗衡，建立符合當時大多數人所深信的靜態宇宙。但後來哈伯的觀測確認了宇宙確實在膨脹，宇宙常數的說法便成了令愛因斯坦懊悔不已的錯誤。
- 宇宙微波背景輻射的研究歷程 2010/12/24
宇宙微波背景輻射 (Cosmic Microwave Background)的研究歷程
國立彰化高級中學物理科李明中老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
根據宇宙形成的「大爆炸理論」，我們的宇宙是在 $$137$$ 億年前一次猛烈爆炸後形成，隨著宇宙不斷膨脹，溫度也逐步下降。宇宙誕生初期，壓力、密度皆極大，高能量光子充斥整個空間，與電子和質子不斷作用，這時期的宇宙是不透明的。 Continue reading →- 暗物質（Dark Matter） 2010/12/24
暗物質（Dark Matter）
國立彰化高級中學物理科李明中老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
在宇宙學中，暗物質是指那些不發射任何光及電磁輻射的物質。人們目前只能通過引力產生的效應得知宇宙中有大量暗物質的存在。暗物質存在的最早證據來源於對球狀星系旋轉速度的觀測。現代天文學透過星系轉動曲線、引力透鏡、宇宙中大尺度結構形成、微波背景輻射等研究證據，顯示宇宙中 $$85-90\%$$ 的質量不帶有電磁交互作用。這些暗物質只透過引力作用而顯現它們的存在。 Continue reading →
- 伽利略衛星（Galilean Moons） 2010/12/24
伽利略衛星（Galilean Moons）
國立臺灣師範大學附屬高級中學物理科陳忠城老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
伽利略衛星，木星的四個大型衛星（圖片來源：維基百科）
伽利略在 1564 年出生，對現代科技的發展貢獻良多，伽利略主張科學研究必須透過觀察和實驗相輔相成，利用自製望遠鏡觀察天體。
1609 年，伽利略改良了剛發明的望遠鏡，透過自製望遠鏡觀察月球，發現月球不是完美的球體，表面到處是坑洞，由明亮、崎嶇、充滿坑洞的高地及暗沉、坑洞較少的低地構成。
他稱低地為maria（拉丁文的「海」），因為它們具有平滑、黑暗的外貌，他特別畫了一幅月亮的水彩畫。
1969 年阿波羅十一號太空船登上月球，拍回來的照片就如伽利略所說，是凹凸不平的地形。
1610 年，伽利略觀察木星，一開始看到木星旁有兩顆小星星，過幾天突然變成四顆。起先他以為是恆星，但是發現它們在木星周圍反覆出現，推測是木星的衛星。
接連好幾周，他詳細畫圖記錄木星旁最大的四顆衛星（後來以他命名為「伽利略衛星」）運動情況。木星邊緣渦旋狀的大紅斑是一個和颱風很像的風暴系統，它延續的時間已經超過 300 年，而大小將近有地球的三倍。
1610 年 1 月，伽利略用自製的望遠鏡發現木星的衛星，他仔細的計算木星衛星的運轉週期，他常將 $$4$$ 顆小衛星弄混淆。
克卜勒與伽利略同時觀測木星衛星，但克卜勒中途放棄計算木星衛星的運轉週期，而伽利略則堅持到底。伽利略是一位優秀的科學家，他持之以恆地觀測目標星球，忠實紀錄各種現象，包括時間、位置、亮度。他知道這些資料無比珍貴，是建構天體模型不可或缺的證據。
1611 年 3 月中旬某晚，伽利略發現木星的 $$4$$ 顆衛星都不見了，或許是它們的位置在木星正後方或正前方。伽利略以這一刻為起始點，等衛星一一出現時，仔細追蹤，紀錄並計算它們的速度。經過無數次修改，伽利略於 1612 年春，計算出木星衛星的運轉週期。
伽利略衛星是木星四個最大的衛星，分別是木衛一（艾奧，Io）、木衛二（歐羅巴，Europa）、木衛三（Ganymede）、木衛四（Callisto），之所以稱為伽利略衛星，是因為當年伽利略在觀察木星時所發現。木衛一是太陽系中火山活動最激烈之處。木衛二則是太陽系中最有可能發現地球外生物之處（至少機會比火星大得多）。四顆衛星塊頭都不小，其中木衛三甚至比水星還大。這些衛星環繞木星形成小團體，儼然是包含於太陽系中的另一個行星系統。
1610 年，加利略以他所做的望遠鏡觀察木星的第四顆衛星，這些觀察的結果發現這衛星以木星為中點，來回的作東、西間的簡諧運動。加利略所觀察的記錄留傳下來，被美國麻省理工的 A.P.French 教授所利用，而算出衛星 Callisto 的週期函數。
其實，衛星 Callisto 繞木星作等速率圓周運動，而不是簡諧運動，加利略所看到的只是這等速率圓周運動在運動平面上某一直線的投影。
伽利略同時觀察到土星旁邊有「兩個耳朵」，後人證明了那就是目前大家都知道的土星環。伽利略把發現都寫在他的「The Starry Message」（中譯：星際信使）書中，據說這本書在 1615 年就已經傳到中國。
另外，伽利略觀察到金星的相位變化，是金星繞著太陽公轉的自然結果，但托勒密的理論系統並不會使金星出現相位變化。這項發現間接推翻「宇宙以地球為中心」的學說，並非所有星體都繞著地球轉。
參考資料：
1.維基百科–伽利略衛星 http://en.wikipedia.org/wiki/Galilean_moons- 至大無外與至小無內–宇宙學（Physical Cosmology）與基本粒子（Fundamental Particle）的關係 2010/12/24
至大無外與至小無內–宇宙學（Physical Cosmology）與基本粒子（Fundamental Particle）的關係
國立台南第一高級中學物理科羅焜哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
「至大無外、至小無內 」這八個字，均出自莊子雜篇的”天下”章中，莊子與惠施的對話。惠施說：「至大無外，謂之大一。至小無內，謂之小一」。 Continue reading → - 3K宇宙微波背景輻射（3K Cosmic Microwave Background Radiation） 2010/12/24