化學與社會

1937年諾貝爾物理獎的關鍵影響

1937年諾貝爾物理獎的關鍵影響
蔡蘊明 譯

1937年的諾貝爾物理獎頒給了湯姆森(George Paget Thomson)戴維森(Clinton Davisson)

〝表彰他們在電子被晶體繞射的實驗發現〞

譯者前言:
本文出自於林島諾貝爾桂冠得主會議(The Lindau Nobel Laureate Meetings)所建立的網站,此國際會議自1951年開始於德國林島舉辦,每次邀請超過三十位以上的諾貝爾桂冠得主,並有大學生、研究所學生及博士後研究人員參與,一同進行對話以促進科學的發展。此網站提供許多諾貝爾獎得主的資訊,而此篇文章乃是介紹George Paget Thomson (湯姆森)的生平及其重要研究的長文,本譯文對其生平的部分只選擇性的翻譯了幾段文字,主要的重點放在其獲得諾貝爾獎的工作上。

化學教育
【2017年諾貝爾化學獎特別報導】將生命捕捉在原子的細節中

【2017年諾貝爾化學獎特別報導】將生命捕捉在原子的細節中

將生命捕捉在原子的細節中
林宇軒,曹一允,蔡蘊明合譯

Jacques Dubochet (杜波克特)、Joachim Frank (法蘭克)、與Richard Henderson (韓德森)獲得了今年諾貝爾化學桂冠,表彰他們為取得生命分子的三維影像所發展的一種有效方法。運用低溫電子顯微術,研究人員現在能凍結行動中的分子並以原子的尺度描繪之,這種技術將生物化學帶入了一個新的紀元。

過去這幾年,各種生物分子機器令人驚訝的結構充斥在各種科學文獻中(圖一):沙門氏桿菌(salmonella)攻擊細胞所用的注射針;具有抵抗化學治療及抗生素的蛋白質;控制晝夜節律的蛋白質錯合物;光合作用中捕捉光線的反應錯合物以及一個能讓我們聽見的壓力感測器,這些只是現在用低溫電子顯微術(簡稱cryo-EM)顯像的數百個生物分子中的幾個例子。

3D 化學實驗:模擬使用強酸和強鹼的危險情境

3D 化學實驗:模擬使用強酸和強鹼的危險情境 (Simulating Dangerous Situations using Strong Acids and Bases)
國立彰化師範大學化學系 林佑恩、顧展兆、楊水平

前言

在化學實驗室中,時常用到強酸和強鹼,卻潛藏著危險。本示範設計一部影片讓大家觀看,當強酸和強鹼接觸到皮膚時,會發生怎樣的變化。此實驗旨在提醒學生進入化學實驗室務必戴護目鏡、口罩和手套、以及穿實驗衣、長褲和密閉的鞋子,避免因不慎使用而導致化學灼傷。

海上漏油事件的處理

海上漏油事件的處理 (Ocean Oil Spills Clean-up)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 郭毓璞

電影《怒火地平線》改編自 2010 年墨西哥灣的鑽油平台「深水地平線」(Deepwater Horizon) 的海上公安意外,電影詳實的描述了所屬的英國石油公司以及鑽油平台管理者之間的矛盾以及誤判形勢導致平台爆炸的關鍵決策,事發後即時的救災應變雖然拯救了九成的人命,但隨著鑽油平台事故最後階段的切管封井失敗,也造成了有史以來最嚴重的海上漏油污染事件,據估計 2010 的 4 月到 7 月之間,總共洩漏了 320 萬桶石油,相當於目前全伊朗的單日產量。

雖然台灣附近的外海並沒有鑽油平台,但對於海上漏油事件也並不陌生,除了 2001 年知名的阿瑪斯號貨輪油污事件以外,近年也有過多次砂石船以及貨輪的擱淺漏油事件,2016 年三月的德翔貨輪擱淺於石門外海,九月更因莫蘭蒂颱風的影響,導致中國籍輪船於金門擱淺漏油,都引起許多民眾和環保人士關注。

化學技術與應用
【2016年諾貝爾化學獎特別報導】如何將分子變成機器

【2016年諾貝爾化學獎特別報導】如何將分子變成機器

如何將分子變成機器
林宇軒,曹一允,蔡蘊明合譯

2016年的諾貝爾化學獎頒給了Jean-Pierre Sauvage (索瓦),Sir J. Fraser Stoddart (史托達特爵士),和Bernard L. Feringa (費倫加),這是因為他們開發出了比頭髮還要細上千倍的分子機器,這是關於他們如何將化學分子連結在一起並設計出各種機器,包括微型電梯,馬達以及微型肌肉的故事。

你到底能製造出多小的機器?這是得過諾貝爾獎的費曼(Richard Feynman)在1984年的一個前瞻性的演講中一開始所提出的問題,費曼著名的事蹟就是他在1950年代對奈米科技發展所做的預測。赤著腳,上身穿著一件粉紅色的polo衫,下身是一條嗶嘰短褲,他轉過身來面對聽眾說道“現在讓我們來談談那個製造具有可移動的零件的微小機器的可能性吧”。

一種評量學生對化學平衡觀念精熟度的方法

一種評量學生對化學平衡觀念精熟度的方法(A Method to Evaluate Students’ Mastery of the Chemical Equilibrium Concept)
國立臺灣師範大學化學系兼任教授 邱智宏

學生在學習化學平衡時,經常對於一些重要的概念產生混淆,諸如化學反應的可逆性 (reversibility);反應平衡時是反應完成或是終結?平衡是靜態 (static) 或動態 (dynamic);平衡是否在振盪 (oscillating) 後完成…等,以致造成後續的學習困擾。有經驗的教師在教導這些章節時,均會利用各種方法,以強化這些概念,並釐清迷思,更輔以評量試題,以診斷學生是否確實能精熟這些內容。但使用一般選擇題的評量方式,很難看出學生選擇某個選項後面的真正理由,無法得知產生迷失的所在。Marco Ghirardi 等作者曾提出以畫出微觀圖像的評量方式(請參酌參考文獻 4)做為替代方式,具有立即性的診斷效果,茲將其法引用於高中教學並介紹如後,供大家參酌。

學生在化學平衡認知上的迷思概念(下)

學生在化學平衡認知上的迷思概念(下)(Student’s Misconceptions on the Concept of Chemical Equilibrium (II))
國立臺灣師範大學化學系兼任教授 邱智宏

連結:學生在化學平衡認知上的迷思概念(上)

為了使可逆及動態平衡的概念更加穩固,可藉下列演示實驗讓學生有更深刻的印象,如果學生此時尚未學習錯離子,(式— 2)可用藍色、粉紅色物質代表錯離子,無須寫出化學式。將水合氯化亞鈷晶體大約 3 克,置入燒杯中,加入異丙醇液體使晶體溶解,配成 25 mL 的溶液,其濃度約為 0.5 M,呈深藍色。配好的「非」水溶液的系統可由下式表示,在此水分子不是溶劑,而是反應物。

學生在化學平衡認知上的迷思概念(上)

學生在化學平衡認知上的迷思概念(上)(Student’s Misconceptions on the Concept of Chemical Equilibrium (I))
國立臺灣師範大學化學系兼任教授 邱智宏

甫教高中生有關化學平衡的章節時,經常碰到幾個觀念學生容易混淆、無法了解,例如可逆性 (reversibility)、反應完成或終結有何差別、平衡是靜態 (static) 或動態 (dynamic)、平衡位置向左或向右移動的意涵…等,這些困擾有些源自於學生先備知識的認知架構,匡限了後學內容的認知了解,有些源自於教學用語的不良溝通,更有些出自没有適當的模型或演示,造成微觀現象的不了解,這些問題不僅在國內的教學現場處處可見,在國外的研究探討也屢見不鮮,詳見參考文獻。本文將以一些實例說明這些迷失概念產生的原因,並藉助一些演示實驗,加以釐清及說明。

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