物理研究與實驗演示

超流體(Superfluid)

超流體(Superfluid)
國立臺灣師範大學物理系吳幸璇碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

何謂「超流」?簡單來說超流體指的是沒有阻力的液體,流動時完全沒有阻力。

1908年,昂尼斯(Heike Kamerlingh Onnes)以其獨有的低溫技術將氦氣液化成功,而氦的液化溫度是4K。我們知道天然的氦氣其原子核含有兩個質子,兩個中子,核外有兩個電子,記為 4He 。又氦的同位素, 3He ,則是比 4He 要少一個中子。由圖一可知 4He 的超流性質要在2.2K溫度處才顯示出來,而 3He 則要到2.7mK溫度處才呈現超流性質。

科學方法(Scientific method)

科學方法(Scientific method)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂科學方法就是觀察新現象,得到新理論或修正舊理論的系統技術。因為所使用的方法必須具備科學精神,因此,必須遵循以下步驟,形成迭代(iteration)或遞歸(recursion),直到所有的理論與實驗盡量符合,達成一致:

實驗(Experiment)

實驗(Experiment)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編

所謂實驗就是利用科學方法(scientific method),用來檢驗舊的理論或新的學說,而進行的測量或觀測。因此一個好的實驗結果,可以作為印證理論的正確性,例如:康普頓(Compton)實驗可以印證愛因斯的光量子理論,甚至可以因此而得到諾貝爾獎。

然而好的實驗,也不僅在提供理論的支持,也可以提供舊理論的毀滅,例如邁可生-莫雷(Michelson-Morley)的零實驗結果(null result),就推翻了以太(ether)的學說。因此實驗與理論可以說是相輔相成,理論預測實驗或解釋實驗,實驗驗證理論或推翻理論。

物理教育(Physics education)

理教育(Physics education)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂物理教育指的是如何從事物理教學以及其相關的研究,屬於教育,或科學教育的一支。以時程而言,分屬於國小時期的自然科、國中時期的自然與生活科技領域理化科、高中的物理科以及大學以上的物理系等等。

四大基本作用力、大統一場論與終極理論

四大基本作用力 (The Four Fundamental Interactions)、大統一場論(GUT,Grand Unified Theory)與終極理論(TOE,Theory of Everything)
國立臺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

自然界的四大基本作用力可分為重力、電磁力、強力與弱力。物質間一切的交互影響都是由這幾種基本交互作用所綜合而成的。

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