前言 從五大領域了解物理學的世界 8



一、充分理解物體的運動

一旦開始運動就不會停止！ 12

汽車受力後得以加速 14

力的大小=質量×加速度 16

月球持續向地球墜落？ 18

太空站仍然受地球引力的影響 20

太空探測器靠持續往後噴出離子流來推進 22

能量的總和始終不變 24

若沒有摩擦力就無法行走 26

Coffee Break 看見蘋果落下而發現了萬有引力？28

發現「慣性定律」的伽利略與笛卡兒 30

可以輕鬆投出時速200公里的球嗎？ 32

重物和輕物在真空中會以同樣的速度落下 34

分段思考何謂「拋體運動」 36

緊急煞車時感覺到的力是什麼？ 38

帕斯卡發現的壓力原理 40

Coffee Break 回顧牛頓才思敏捷的「奇蹟年」 42



二、充分理解氣體與熱的活動

吸盤因大氣壓力的推擠吸附於牆壁上 46

氣體溫度來自分子的運動 48

飛機上零食鋁箔袋膨脹的原因 50

「熱」愛作「功」 52

焦耳揭露熱的真面目 54

有可能製造出不用燃料的永動機嗎？ 56

熱不可能全部轉化為功 58

「馬克士威惡魔」存在嗎？ 60

如何表示咖啡與牛奶混合的情形 62

Coffee Break 史上最高的溫度出現於宇宙之始 64



三、充分理解波的性質

光是「橫波」，聲音是「縱波」 68

為什麼救護車經過其鳴笛聲會變化 70

光在玻璃中的行進速度會變慢 72

若光不反射就看不見物體 74

肥皂泡看起來七彩斑斕的原因 76

聲音是怎麼產生的？ 78

聲波傳播時會繞過障礙物 80

電磁波是電子振盪所產生的波 82

Coffee Break 生前受到批判的都卜勒 84

地震主要會傳遞兩種波 86

拍打到海岸上的波浪很不可思議 88

波在相撞後會疊合再恢復原狀 90

為什麼凸透鏡可以將物體放大成像 92

Coffee Break 地震時容易搖晃的建築物 94



四、充分理解電與磁的作用

相似的電與磁 98

智慧型手機發熱的原因 100

電流會產生磁力 102

移動磁鐵時電會流動 104

電動機利用磁鐵與電流發動 106

關係密切的「電壓」、「電流」及「電阻」 108

家用電為何是「交流」電 110

高效傳輸電力的聰明機制 112

馬克士威完成了「電磁學」 114

Coffee Break 磁鐵無論從何處切開都具有N極與S極 116



五、從微觀物理到最尖端物理

能看見遠處的光，是因為光的「波粒二象性」 120

為什麼陽光可以發電 122

原子中的電子位於何處？ 124

何謂「既是粒子也是波」 126

原子核中充滿巨大的能量 128

質子和中子為什麼不會散開 130

原子僅由3種基本粒子組成 132

完成量子論的科學家們 134

愛因斯坦顛覆常識的思考 136

物理學的歷史就是「力的統一」 138



附錄 十二年國教課綱自然科學領域學習內容架構表 140