2022論壇/動手學科學/物質科學II

我們的目標是：完成一份涵蓋中學生與國民科普的動手學科學課程拼圖：

首先從物質科學著手，希望能在兩年內完成。以下是第 0.1 版的大綱

一、原子與分子

1. 原子
2. 包立不相容原理
3. 電子軌域
4. 金屬有導電的特性
5. 粒子、波雙重性
6. 常見元素
7. 常見分子
8. 分子組合方式、形狀
9. 密度：遙控的浮沉子；Density_密度(PhET)

二、物質的態

1. 從微觀到巨觀認識物質的態
2. 三相圖

二-一、氣體

1. 理想氣體方程式(PV=nRT)
2. 白努力定律：紙飛機、巧奪天工

三、能量

1. 能量轉換：能量變變變
2. 動能、位能：八仙過海
3. 能量守恆：能量變變變；牛頓擺；Energy Skate Park_能量滑板競技場(PhET)
4. 熵增原理：

三-一、熱力學

1. 熱平衡
2. 用空氣加熱後膨脹，帶動機械運轉

四、重力(萬有引力)

1. 重力是什麼
2. 重力的應用：啄木鳥、憤怒鳥、射紙牌、放手百元鈔

五、力與運動

1. 接觸力 / 超距力：(近代物理用場取代超距力)
2. 位移 / 速度 / 加速度
3. 動量與力：安全著陸
4. 力矩與槓桿原理：倒與不倒；漂浮鐵鎚
5. 重心：飛行火箭；倒與不倒、會排水的喝水鳥(分子間力)
6. 作用力與反作用力原理：八仙過海；飛行火箭
7. 自轉、進動、章動：你儂我儂(陀螺)
8. 角動量守恆：你儂我儂(無外力矩時)
9. 摩擦力：黏液液體
10. 虎克定律：壓縮彈簧

六、電與電路

1. 基本電路：Circuit Construction Kit: AC_電路組裝套件：交流電(PhET)；Circuit Construction Kit: AC - Virtual Lab_電路組裝套件：交流電 - 虛擬實驗室(PhET)
2. 電壓
3. 電流
4. 電阻
5. 二極體
6. 半導體

六-一、電磁

1. 電荷運動與磁力線：倒與不倒
2. 冷次定律：磁煞作用
3. 法拉第定律

六-二、電磁波(光)

1. 波：聲波(PhET)；Fourier: Making Waves_傅立葉：產生波形(PhET)
2. 波長與顏色
3. 色光三原色
4. 視覺暫留：倒與不倒
5. 反射：隱形玻璃
6. 折射：顯微放大鏡；幾何光學及混合光經稜鏡色散再複合；Bending Light_光的折射(PhET)
7. 凸透鏡與凹透鏡：顯微放大鏡；Geometric Optics_幾何光學(PhET)
8. 干涉：光碟科學DIY；Wave Interference_波的干涉(PhET)；量子波干涉(PhET)

七、非線性

1. 迭代與初始值敏感性
2. 碎形 / 非整數維度
3. 費根鮑姆常數
4. 混沌與結構
5. 智群與人類城市

八、量子力學

1. 基本粒子標準模型
2. 雙狹縫實驗
3. 波粒二象性 / 互補原理 / 波函數塌縮
4. 能階
5. 不連續
6. 量子態與態疊加原理
7. 量子穿隧效應
8. 量子纏結
9. 量子去相干
10. 不確定性原理
11. 量子位元

九、相對論

1. 等效原理
2. 光速不變
3. 勞倫茲變換
4. 質量造成時空彎曲
5. 重力波

運作生態系

網站 / 影片 /

1. http://science4everyone.net