【磁力4】磁場怎麼被「推開」?從普通物料到超導體看懂逆磁性與懸浮的原理

【磁力4】磁場怎麼被「推開」?從普通物料到超導體看懂逆磁性與懸浮的原理

我們經常見到磁鐵能吸鋼釘、吸回形針,但有些物質卻會被磁場排斥——這就是所謂的逆磁性(或稱抗磁性、diamagnetism)。乍看很神祕,其實把它拆開來看,既有日常生活的例子,也有深刻的物理原理和令人驚嘆的實驗,例如超導體讓磁鐵懸浮的那場景。

【磁力3】如何把天然鐵片變成強力磁石?居禮溫度是甚麼?

【磁力3】如何把天然鐵片變成強力磁石?居禮溫度是甚麼?

有沒有想過為甚麼有些金屬可以做成磁鐵,而同樣是金屬卻沒有磁性?為甚麼把鐵加熱一下、或用一個強磁場「處理」之後,就可以變成更強的磁石?這些現象其實背後都跟原子內微小的「箭咀」——磁矩的排列有關。本文會用生活化的比喻和幾個重點,幫你把磁性的基本概念和工業上常用的處理方法看清楚。

【磁力2】為什麼磁鐵會有磁?探討磁力的來源

【磁力2】為什麼磁鐵會有磁?探討磁力的來源

你有沒有想過,為什麼一塊小小的磁鐵可以黏住一堆回形針,卻不是所有金屬都能做到?或者把磁鐵掰成兩半,兩邊為什麼還是各自有南北極?其實,磁性的秘密藏在原子裡微小的「箭頭隊伍」,以及如何把這些隊伍排列成整齊的一排。

【電流4】半導體、超導體是甚麼?

【電流4】半導體、超導體是甚麼?

我們平日講電路,常聽到一句話:「電壓等於電流乘電阻」,也就是大家熟悉的歐姆定律(V=IR)。這個公式在很多情況下非常好用:只要材料遵守這條關係,計算就簡單、出錯機會少。但現實世界往往比公式更有趣——有些材料並不完全遵守這條定律;有些狀態下,電流的表現甚至完全顛覆直覺。本文把幾個重要概念用生活化的比喻與例子講清楚:何謂「遵守歐姆定律」的導體?半導體中的「洞」是什麼?超導為何可以沒有電阻?更重要的是,這些現象對我們日常生活或科技有什麼影響。

【電磁學6】認識電池和電勢跟日常生活的應用

【電磁學6】認識電池和電勢跟日常生活的應用

我們日常看不見電荷之間的互相作用,卻能從電池、閃電、甚至車站的金屬氣球事故中感受到它的威力。要把靜電的感覺變成可以計算、預測的科學工具,除了描述「力」之外,還需要一個同樣重要的概念:能量(或電勢)。本文用生活化的比喻和簡單算式,帶你一步步了解為何電勢(potential)是理解靜電現象不可或缺的語言。

【電磁學5】看不見的推拉力:電場慨念是甚麼?

【電磁學5】看不見的推拉力:電場慨念是甚麼?

你有沒有試過在雷雨天看見閃電,覺得電像瞬間跳出又瞬間消失的東西?或是開燈關燈時,一啪開關好像瞬間就完成了動作。直覺上我們會覺得電的作用很快、幾乎沒有延遲,但物理告訴我們,電的影響其實受制於環境與速度的限制,而且我們有一套更方便的語言來描述這些看不見的互動——像是庫侖定律、電場和電位。這篇文章用日常比喻和簡單數學,帶你理解這些基本概念,讓你在生活中看見電的影子。

【電磁學4】從靜電現象到富倫定律的日常物理學

【電磁學4】從靜電現象到富倫定律的日常物理學

你有沒有試過冬天脫毛衣時,頭髮像被看不見的手拉起來?或者用氣球搓過頭髮後,氣球竟然可以黏在牆上?這些小小的靜電把戲其實隱藏着一套完整而簡潔的物理法則。今天我們把那些看似神祕的現象拆開來看,找出背後的數學與實驗精神,並用生活化的例子讓你真正明白什麼是電、電荷,以及為什麼靜電力會隨距離改變。

【電磁學3】從電荷到閃電,認識甚麼叫「電場」

【電磁學3】從電荷到閃電,認識甚麼叫「電場」

我們常常看到閃電、感受到靜電,或聽說「帶電的東西會互相吸引或排斥」。但背後真正幫助我們理解這些現象的不是電荷本身,而是一種看不見的概念——電場。電場不像電子那樣可以抓在手裡,它是一種抽象的描述工具,幫助我們把力的作用可視化、量化,並把複雜的互動化成容易理解的圖像和規則。接下來,我會用生活中的例子和比喻,把電場、電力線、電場強度、以及為何會有閃電的條件,講得清楚又貼近日常。

【電磁學2】為什麼靜電會使頭髮豎起?了解電荷、靜電與電場的故事

【電磁學2】為什麼靜電會使頭髮豎起?了解電荷、靜電與電場的故事

我們每天都遇到電,但多數時候只見到它的結果:冬天脫衣服時的靜電火花、膠尺吸起廁紙碎、或是朋友在萬德格拉夫(Van de Graaff)發電機前頭髮豎起。這些現象看似小事,實際上把電的基本概念藏在日常中。本文帶你用生活化的例子一步步理解:電荷的種類、它們如何互相作用、為何說電荷是「一粒一粒」的,以及我們如何用電場這個想像工具把複雜的互作用變簡單。

【電磁學1】人類是從閃電學會甚麼叫電

【電磁學1】人類是從閃電學會甚麼叫電

我們對「電」的最早印象,很多時候不是來自電燈或手機,而是來自天空那一瞬間劈下的閃電,和冬天換衣服時胸口碰到同事瞬間被擊中的小小靜電。這兩種現象一個宏大、一個微小,但都告訴我們:在自然界裡存在一種看不見的力量,會把物體互相吸引或排斥、突然放出巨大的能量。理解這些現象,不需要先背公式,而是從生活經驗出發,慢慢把看得見的畫面連結到看不見的物理概念上。

【波3】湍流仍是現今物理未解之難題!難怪颱風如此難測!

【波3】湍流仍是現今物理未解之難題!難怪颱風如此難測!

當你在家打邊爐(火鍋),看到蒸氣一開始像一條條整齊的小隊向上升,但越高越亂,最後像一朵朵散開的雲;或是河邊的排水口,水柱剛出管口時還規規矩矩,流了一段便變得翻滾不堪──這些看似平常的現象,其實藏著物理學上最難解的一個謎題:湍流(turbulence)。湍流不只是讓水變亂那麼簡單,它牽涉到方程式的數學性質、能量如何在尺度間傳遞,以及我們能否預測自然系統的未來狀態。以下用生活化的比喻和簡單的物理語言,帶你一步步理解為何「平穩」會變成「混亂」,以及科學家如何面對這個問題。

【波2】爆發波與衝擊波有甚麼分別?為何核反應堆會發出藍光?

【波2】爆發波與衝擊波有甚麼分別?為何核反應堆會發出藍光?

想像一架超音速戰機在天際劃過,身後帶出一個大大的V形震波;再想像有粒高速帶電粒子穿過一缸清水,留下幽藍的光圈。這兩者看似不同,實際上都有一個共同的概念:當物體的前進速度超過它在周圍介質中傳播的波速,就會產生一種「衝擊波」或「波的集中效應」。本文用生活化的比喻和圖像化的說明,把契倫奧夫輻射(常見為水中的藍光)與爆發波(像是炸彈或超新星的圓形衝擊)背後的物理直覺與簡單推算,整理成容易上手的科普教學。

【波1】認識超音速、衝擊波與爆發波

【波1】認識超音速、衝擊波與爆發波

你有沒有試過看一架戰機從頭頂呼嘯而過,但聲音卻在它過去好一會才傳來,甚至伴隨一聲巨響?或者看見噴射機劃過天際時,機頭周圍出現一陣像雲霧的白色尖錐?這些現象都和物理裡的「波」有關,但不是我們平常上課講的簡單水波或聲波那麼直觀。本文用日常例子把衝擊波(shock wave)和爆發波(blast wave)說清楚,並把相關的物理原理化成容易理解的重點。