推動「全民科學平台」企畫書：修訂版本之間的差異

• 原子是元素能保持其化學性質的最小單位。
• 一個原子包含一個帶正電的原子核(在中間)及一些圍繞在原子核周圍帶負電的電子。
• 原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。
• 原子半徑/原子核半徑比例，如果放大到一個人的大小，原子核之間的距離大約是台北到新竹間的距離。

• 原子半徑與原子核半徑差距很大，但兩個原子相向而行卻不會穿過對方。原因是包立不相容原理。
• 兩個量子組態一樣的電子，不能存在於相同的軌域中。

一個原子裡，電子的分佈不是連續的，由內而外會有好幾層，那些層(空間)又稱做軌域。

• 導電的特性=電子容易移動。
• 金屬元素最外層的軌域，都有很多空間可以讓電子進入，因此當很多個金屬原子連在一起時，就會形成一個通道方便電子移動。

• 光子和電子都具有：粒子/波雙重性，會出現類似的雙狹縫干涉條紋。
• 在微觀世界中，電子是可以「同時」出現在甲地，也「同時」出現在乙地，只是分別在甲地與乙地被找到的機率各有不同，其出現機率由波函數表達。

碳(C)：

• 組成生物的重要元素。
• 在二氧化碳裡可以找到它。

氧(O)：

• 地球大部分生物維持生命必備的元素。

氮(N)：

• 氨水(NH₃)，尿液的味道就是氨。
• 常常用在值物肥料。

氫(H)：

• 在水分子(H₂O)裡可以找到它。

CO₂　CH₄　H₂0　NH₃　C₂H₅OH

分子內的原子，會因為其最外層的電子數量，決定該分子的組合方式、形狀。

以 PhET 遊戲觀察三態

如何讀懂三相圖：

1. 認識坐標：溫度(橫軸)、壓力(縱軸)。
2. 認識圖中不同區塊代表的意義(物質三態)。
3. 定溫時(橫軸選一個點，往上延伸一條直線)，隨著壓力的變化，物質的態會如何改變。
4. 定壓時(縱軸選一個點，往右延伸一條直線)，隨著溫度的變化，物質的態會如何改變。
5. 找出三相點。

• 能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其它物體，而能量的總量保持不變。
• 如果要觀察到此現象需要將整個實驗設計成密閉的系統。

(通常還是會有部分能量消失，因為熱量散失、實驗誤差...)

• 具有質量的物體之間相互吸引的作用力。
• F=GMm/r²

• 地球對地面附近物體的萬有引力就是重力，重力的值就是我們平常說的重量。
• G=mg

當它作為支點時，能使一物體所受重力之合力、合力矩為零的作用點。
(作為支點時能使各質點相對於該點的位置向量乘上各質點的重力之和(合力矩)為零。)
(質點：將物體以比較好計算的方式切割，切割後的每一塊的質量中心。)

物體運動時，單位時間內的速度變化。

指兩個表面接觸的物體相對滑動時抵制它們相對移動的力。

是衡量單位電荷在靜電場中由於電位不同所產生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的「水壓」相似。

單位時間內通過導線某一截面的電荷數量。

一個物體對於電流通過的阻礙能力。

是一種雙電極電子元件，電流只允許由單一方向流過二極體。

一種電導率在絕緣體至導體之間的物質。

線圈內的磁場增強時，感應電流產生的新磁場與原磁場方向相反。

當磁場發生變化，將產生相對應的感應電流。

當光波從一種介質傳播到另一種具有不同折射率的介質時，會發生折射現象，其入射角與折射角之間的關係，可以用斯奈爾定律(Snell's Law)來描述。

常用機械動能：使用空氣加熱後會膨脹的原理，帶動機械運轉。

• 中間的區域同時存在著電子。
• 因為包立不相容原理，已滿的電子軌域無法容納更多電子，因此兩個原子會因為彼此的電子軌域互相排斥而不會穿透。

• 任意兩個處於同一原子軌道的兩個電子不能佔有相同的量子態。

or

• 處於同一原子軌道的兩個電子自旋方向必定相反。

• 利用平面的原子模型，做出不同的原子。
• 用不同的原子組合成不同的分子。
• 用複數的金屬原子模擬金屬固體，解釋金屬導電的特性。

• 導電的特性=電子容易移動。
• 金屬元素的最外層，都有很多空軌域可以讓電子進入，因此當很多個金屬原子連在一起時，空軌域就會連成通道，方便電子移動。

認識 碳(C)、氧(O)、氮(N)、氫(H)

Ｃ：碳　　Ｈ：氫　　Ｏ：氧　　Ｎ：氮

認識 CO₂、CH₄、H₂0、NH₃、C₂H₅OH

ex.我觀察到：乙醇(酒精)，塗在身體上會涼涼的。

在初步認識不同分子之後，認識分子內原子的組成方式、形狀。

跟組成分子的原子們，他們的電子軌域、鍵結狀況有關。

• 透過模擬動畫，觀察在分子的層級時的物質三態。
• 物質三態對生活的影響。

• 固體時分子們會排列成固定形狀，並持續震動。
• 加熱成液體後，形狀會被破壞，振動會更劇烈，但還是黏在一起。
• 加熱成氣體後，開始有ㄧ些分子彈飛，不再黏在一起，振動會更劇烈。

ex.

• 如果沒有固態，人類可能會流來流去。
• 如果沒有液態，我們沒辦法喝飲料。
• 如果沒有氣態，我們沒辦法呼吸。

1大氣壓力時，H₂O隨著溫度的升高，三態的變化如下：固→液→氣。

1大氣壓力時，CO₂隨著溫度的升高，只有兩態的變化：固→氣。

1大氣壓力時，H₂O在0°C時，固→液。

1大氣壓力時，CO₂在-78°C時，固→氣。

氫鍵：在分子層級，H₂O分子有些許的極性(O原子端微帶負電,H原子端微帶正電)，而CO₂分子間極性很弱，所以H₂O需要更高的溫度(能量)才能拆散那些分子。

H₂O有極性。

利用雷射筆做雙狹縫干涉實驗，證明光有粒子、波雙重性。

1. 拍照上傳過程與結果照片。
2. 在紙上端正寫出組內分工以及計算波長的算式，並上傳。
3. 討論各組結果為何不同？
4. 剔除極端值，全班各組做平均。
5. 上網查出綠光雷射的波長，並跟實驗數據做比較。

• 實驗中有各種不同的誤差。
• 比較誤差大小，是否在兩個數量級(100倍)以內。

利用Tracker(追踪器)，觀察物體的運行過程，計算物理量。

A.越快

• 線的長度不同，小球無法互相擊中質心。
• 球不夠重，沒有夠大的位能。

• 在一個沒有空氣阻力也沒有摩擦力的理想空間牛頓擺可以永久擺下去。
• 這種空間在現實生活中並不存在，目前只有在電腦模擬器裡可以實現。

• 冬天手摸著金屬製品，金屬製品會隨著時間變得不冷(體溫傳導能量到金屬製品裡，使它的溫度升高)。
• 手機充電(能量以電的形式從插座傳遞到手機裡)。

因平衡黏土的重心位置，低於支撐點的高度，而物體會偏向重心；這兩股相對的力量會互相抵銷、達成平衡。
空中腳踏車也是一樣的道理，因為重心在支撐點之下，所以空中腳踏車可以利用小小的支點，取得完美的平衡。

當球往下滾時，持續受到地球重力的影響，位能不斷轉變成動能，使得速率增加。

與重量、重力、萬有引力有關。

C.等速

• 坡度不夠(後重心無法作用)。
• 摩擦力太大。

• 軸線不直，使得活塞上下運動時容易卡住。
• 冷熱溫差不夠大。
• 活塞會導熱，造成上下兩邊的溫度變得一樣。