物理學發展史

物理學發展史
哈伯太空望遠鏡

哈伯太空望遠鏡

哈伯太空望遠鏡 (Hubble Space Telescope)
臺中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

Edwin Powell Hubble (1889-1953)

艾德溫‧哈伯 (Edwin Powell Hubble) 是美國的天文學家,因為發現宇宙中星系的頻譜大多有紅位移的現象,所謂的紅位移是指發射出電磁波的物體正在遠離時,因為都卜勒效應,電磁波的頻率會降低,而在可見光的頻率內,紅光較為低頻,因此將頻率降低的現象,命名為紅位移現象,因為星系頻譜的紅位移現象,可以證明星系都在遠離我們,說明宇宙確實正在擴張,為大霹靂理論提供了一個強而有力的證據,因此哈伯也被譽為天文學之父。

2010年諾貝爾物理獎介紹-石墨烯graphene「完美二維系統」

2010年諾貝爾物理獎介紹-石墨烯graphene「完美二維系統」
東海大學物理系研究生林志遠、楊贊樺、簡世森/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

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2010的諾貝爾物理獎頒給了兩位英國曼徹斯特大學的物理學家,Andre Geim和Konstantin Novoselov。他們獲獎的原因,除了成功地製造了「傳說中的」二維材料,也為實驗手法開創了一種全新的思維,奈米級的樣品竟然可以用再平凡不過的3M膠帶備製!他們不僅實現了理論中完美的二維系統,也帶出這個系統中各種獨特又迷人的物性。他們第一篇相關的論文在2004年發表,到去年得獎,也僅短短七年的時間。而相關的論文數目,也在這七年之間呈現指數型的成長[圖2.],可見石墨烯在科學界受到重視的程度。

2008年諾貝爾物理獎介紹-基本粒子「對稱性破壞」

2008年諾貝爾物理獎介紹-基本粒子「對稱性破壞」
國立台灣師範大學物理學系張嘉泓副教授/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

今年諾貝爾物理獎是由南部陽一郎(Yoichiro Nambu)、小林誠(Makoto Kobayashi)和益川敏英(Toshihide Maskawa)三位先生共同獲得。這三位先生的貢獻,都是在基本粒子物理理論,時間上相距近十五年。南部年長約一個世代,出生於日本,戰後到美國後便留在當地,而小林與益川嶄露頭角時,日本的研究能力已漸漸成熟,所以他們大部分的生涯就以日本為主。

2009年諾貝爾物理獎介紹-光纖與CCD 感光元件

2009年諾貝爾物理獎介紹-光纖與CCD 感光元件
國立虎尾科技大學電子工程系吳添全助理教授/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

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拜現代科技文明之賜,我們的生活模式不斷地在轉變,並且朝向相當便利舒適的新世代。這一次二○○九年諾貝爾物理獎頒給引領現代人新生活運動的三位光電科學領域的大師,由美籍華裔科學家高錕、美國Willard S. Boyle、和加籍George E. Smith。他們都將光轉換成電子訊號,因而對產業和人類生活有極大的轉變。

2007年諾貝爾物理獎介紹

2007年諾貝爾物理獎介紹
國立彰化師範大學物理學系黃昭憲博士候選人/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

今年2007年諾貝爾物理獎由法國物理學家 Albert Fert 和德國物理學家 Peter Gruenberg 獲得,由於他們發現了巨磁阻(Giant Magnetoresistance, GMR )效應,因而對磁性記錄技術產生重大的影響。由於巨磁阻效應的發現有助於今日電子元件的微型化,而獲得今年的諾貝爾物理獎(表1),兩位科學家將獲頒1000萬瑞典克朗(約154萬美元)的獎金。

1956 年12 月27 日:宇稱守恆(Parity Conservation)的推翻

1956 年12 月27 日:宇稱守恆(Parity Conservation)的推翻
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

在物理學,「對稱性」長久以來都扮演著關鍵性的角色,自從 1925 年以來,科學家就一直認為我們的世界和鏡子內的影像是無法區別的—即為人所知的宇稱守恆的觀念,而主要的理論也印證了此假設。

宇稱守恆和能量、動量與電荷守恆等最基本的物理法則一樣,在物理方面都享有極高的地位,一直到 1956 年美國國家標準局(現在的美國國家標準與科技研究院)進行了一系列重要的試驗後才改觀。正如相對論一般,大自然再一次證明了它並不總是遵循著「常識」的法則。

1947 年11 月17 日—12 月23 日:第一個電晶體(Transistor)的發明

1947 年11 月17 日—12 月23 日:第一個電晶體(Transistor)的發明
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

第一個研發電晶體的過程,遠比貝爾實驗室的科學家在 1930 年代開始致力於此裝置的開發要早很多。這都是 1800 年代的科學家,包括馬克斯威爾〈Maxwell〉、赫茲(Hertz)和法拉地(Faraday)等人在科學上所做的驚人發現,以致於電可以為人們所用,而發明家也應用這些科學知識來研發收音機等有用的電器品。

1898 年12 月:居禮夫婦發現了鐳 (Radium)

1898 年12 月:居禮夫婦發現了鐳 (Radium)
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

19 世紀的女性物理學家少之又少,夫妻研究團隊更是少見。皮耶合和瑪麗亞‧居禮( Pierre and Marie Curie)不僅因此流芳歷史,他們還更因在科學上的合作,發現了放射線和元素週期表上的二個新元素,而共享諾貝爾物理獎。

居禮夫人是波蘭人,原名瑪麗亞‧斯克羅多夫斯卡(Maria Sklodowska),父親是教師,但當波蘭被奧地利、普魯士與沙皇俄國瓜分佔領時,他熱愛波蘭的情操導致他喪失了崇高的工作。

1895 年11 月:倫琴(Wilhelm Conrad Roentgen)發現X 光線

1895 年11 月:倫琴(Wilhelm Conrad Roentgen)發現X 光線
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

倫琴

倫琴

幾乎沒有一個科學上的突破能像倫琴發現X光線一樣的立即展現出影響力,此重大的發現很快地就震撼了物理界與醫學界。X光線在實驗室被發現到廣泛地為人所使用,期間短的嚇人:在倫琴宣布發現X光線後的短短一年內,X光線就已是醫學上診斷與治療所必需使用的一環了。

倫琴的科學生涯開始時困難重重,當他在荷蘭讀書時,因學校其他同學的惡作劇導致他被烏翠荷德技術學校(Utrecht Technical School)退學;也因為少了該文憑,他在獲得博士學位後起初無法在烏茲伯格大學(University of Würzburg)謀得教職,直到後來,學校才同意聘任他。

他在烏茲伯格大學所做的實驗均致力於研究光的現象,與在「Crookes 管」中通電流時所產生的放射線,即在帶正、負電極的真空玻璃燈泡通過高壓電流所顯示出來的螢光。他對陰極射線與評估其在射出管外的距離特別感興趣。

1938 年10 月22 日:影印術 (Xerographic Process) 的發明

1938 年10 月22 日:影印術 (Xerographic Process) 的發明
高瞻計畫特約編譯蕭如珀、臺灣大學物理系楊信男 編譯/國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

有時要讓世人認同一項發明有實用性是需要過人的耐心、毅力與自信的,就以發明影印過程,因此開啟了今日數十億美元產業的物理學家契斯特•卡爾森(Chester Carlson)為例,在他申請到影印術專利後的好多年間,他都無法找到一家對影印術有興趣的公司。這在當時真是一項無人要的發明。

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