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改變世界的科學定律：與33位知名科學家一起玩實驗

為了解決地球繞太陽公轉速度的問題，作者川村康文 這樣論述：

　　「人類歷史其實就是一部科技發明與發現史。」   　　重力、浮力、動力、引力、電力、磁力…… 　　看看科學家們是如何在各種實驗中發現足以改變世界的定律。   　　從歷史入手，讓大家更容易了解此原理的來龍去脈，之後再親手進行實驗，深刻體會原理在現實中的實際運用。 　　 　　阿基米德、伽利略、牛頓、伏打、安培、歐姆、焦耳、愛迪生、愛因斯坦……跟這33位科學家一起，探討理科實驗的魅力所在吧！   　　●阿基米德——「給我一個支點，我就可以舉起整個地球」在敘拉古戰爭中，利用製作的投石機擊退羅馬海軍，同時發明了阿基米德式螺旋抽水機。   　　●伽利略‧伽利萊——天文學之父、科學之父，科學實驗方法的

先驅者之一，發現了單擺的等時性、自由落體定律、加速度的概念、慣性定律。   　　●艾薩克・牛頓——自然哲學家、數學家、物理學家、天文學家、神學家。發現萬有引力、二項式定理，之後又發展出微分以及微積分學。完成了世界知名的「牛頓三大定律」。   　　●麥可・法拉第——成功使氯氣液化並發現了苯。提出法拉第電解定律。其所最早發現量子尺寸的觀察報告，亦被視為奈米科學的誕生。   　　望遠鏡原來是這樣發明的？ 　　只靠一根吸管就能輕鬆將人抬起？ 　　用鉛筆也能做電池？ 　　從歷史上科學家的故事中，找出的101個實驗方法，實際動手來進行吧！   　　◎ 阿基米德浮體原理 　　浸在流體中的物體，僅會減輕該物體

乘載於流體的重量部分。   　　◎ 自由落體定律 　　認為物體會都以相同速度落下，即使物體較重，也不會因為重力而加速落下。   　　◎ 慣性定律 　　一個靜止的物體，只要沒有外力作用於該物體上，該物體就會持續維持靜止。   　　◎ 萬有引力 　　牛頓發現「克卜勒三大定律」適用於說明繞著太陽公轉的地球運動與木星的衛星運動的方程式，因而發現了「萬有引力定律」。   　　◎ 伏打電池 　　伏打電池是一種電力為0.76 V的一次電池。正極使用銅板，負極使用鋅板，使用硫酸作為電解液。   　　◎ 安培定律 　　「安培定律」是一種用來表示電流及其周圍磁場關係的法則。磁場會沿著閉合迴路的路徑補足磁場的積分，

補足的積分結果會與貫穿閉合迴路的電流總和成正比。補足磁場則會以線積分的方式進行。   　　◎ 焦耳定律 　　由電流所產生的熱量Q會與通過電流I的平方以及導體的電阻R成正比（Q ＝ RI 2）   　　◎ 廷得耳效應 　　當光線通過膠體粒子時，光會出現散射現象，因此用肉眼就可以看到光的行走路徑。   　　◎ 光電效應 　　振動數為V的光固定擁有hv的能量，金屬内的電子會吸收該能量，因此電子所得到的能量為hv，當可以將電子從金屬内側搬運至外側的必要能量W（功函數）較大時，電子就會立刻被釋放出來。   　　◎ LED的原理 　　LED是將P型半導體與N型半導體接合而成的物體。稱作PN接面。P型半導體

是由電洞（正電）搬運電，N型半導體則是由電子（負電）搬運電。P型的電位比N型的電位來得高時，P型内部的電洞（正孔）會流向負極，N型内部的自由電子則會流向正極。   多位科普專業人士誠心推薦（依首字筆畫排序）   　　姚荏富（科普作家） 　　張東君（科普作家） 　　陳振威（新北市國小自然科學領域輔導團資深研究員） 　　鄭國威（泛科學知識長）

地球繞太陽公轉速度進入發燒排行的影片

智慧型斜面式追日系統之研製

為了解決地球繞太陽公轉速度的問題，作者陳凱暉 這樣論述：

台灣位處於中低緯度地區，不論日照時間與日照量皆很充足。傳統太陽能發電方式皆屬於固定式，但搭配追日系統進行太陽能發電時，可以提升將近36%的發電量。一般太陽能追日機構都屬於無傾斜角之機構形式，在台灣北回歸線以南之低緯度地區，夏至時節左右，太陽軌跡在中午時分不會繞經天頂，如此將造成水平軸(方位軸)運轉時產生過大角速度，徒增能量的消耗。因此本論文設計斜面式追日機構，針對低緯度地區太陽能追日系統進行研究與探討。本論文設計之斜面式追日機構，其方位軸為朝北低7.5度、朝南高7.5度之傾斜平面，如此在台灣低緯度地區，太陽路徑皆會繞經機構之方位軸軸心，進而改善傳統追日機構多耗功率的缺點。本論文針對太陽指向角

度與機構指向角度之座標轉換進行數學推導，並設計資訊系統，自動產生每日太陽軌跡，軌跡資料存放於遠端伺服器。每日追日系統定時自遠端伺服器進行下載，再透過所推導的轉換公式，將太陽指向角與機構指向角進行轉換。系統中以微處理器做為控制核心，且設計以人機介面及行動裝置來進行監測，同時將所轉換出的角度傳送至資料庫儲存。根據實驗結果，本論文提出之追日系統追蹤效果相當精準，追日之效果及午時改善較快角速度的狀況皆符合預期。

第一支火箭：被戰火推進的航太史

為了解決地球繞太陽公轉速度的問題，作者張天蓉 這樣論述：

火箭研發｜阿波羅計畫｜尋找黑洞｜殖民火星 《宇宙零時》作者張天蓉的又一經典力作 一本適合所有天文愛好者的精彩航太史！ 　　▪從美夢到噩夢：火箭誕生的血淚史 　　二次大戰期間，液體火箭製作師馮·布朗在1930年代的任務，是開發液體燃料火箭（A4火箭）。他腦海中無疑經常夢想到月球旅行，因為A4火箭上畫的是科幻片《月亮中的女人》的宣傳畫，他甚至還制定了載人航太飛行計畫！ 　　但納粹分子不要「登月」，也不在乎是否進入「太空」，他們做的是製造武器、屠殺人類的另一種夢。從1943年開始，布朗研發的A4火箭變成了V2導彈，意為德文「復仇武器（Vergeltungswaffe）」，企圖扭轉德軍的敗局。

　　馮·布朗的夢想指向太空，但命運卻讓他擊中了倫敦，殺害了不少無辜的民眾。正如他在聽到倫敦被擊中的消息後說： 　　「火箭工作正常，除了登陸在了錯誤的星球上。」　 　　▪從一顆衛星開始：令全球顫慄的美蘇太空競賽 　　第二次世界大戰之後，世界力量重組，美蘇兩大巨頭都各懷鬼胎，想要率先發射人造衛星顯示國力。 　　1955年7月29日，美國總統艾森豪得意揚揚地宣布：「美國將於1957年發射第一枚人造衛星！」 　　但美國人大而化之，對蘇聯太空計畫的細節不得而知，也由此小看了敵方的科技力量。而就在1957年10月4日，蘇聯就宣布發射了第一顆人造衛星「史普尼克1號」！ 　　蘇聯搶先發射人造衛星的消息，美

國媒體一片嘲諷，科技界人士沮喪，民眾則有些驚慌，以為美國如今「技不如人」。雖然艾森豪總統及時發表電視演說，祝賀蘇聯的成就，並保證國家安全，但美國股票市場仍然遭受重創，這個事件也拉開了美蘇太空競賽的帷幕。 　　『地球是人類的搖籃，但人類不會永遠被束縛在搖籃裡！』 　　▪阿波羅13號的奇蹟：「自由返回軌道」神救援 　　美國的第三次登月計畫「阿波羅13號」，在太空船發射兩天之後，服務艙的氧氣罐爆炸，太空船嚴重毀損，失去大量氧氣和電力──如此大的爆炸，太空人究竟是如何奇蹟生還？ 　　按常理來說，爆炸後應該盡快返回地球，但直接掉頭必須先迫使太空船速度反向，這需要很大的推力。而供給推力的服務推進系統正

好位於發生事故的服務艙尾部，如果點火燃燒推進系統，很有可能又引起爆炸。因此，指揮中心決定利用「自由返回軌道」返回地球。 　　所謂「自由返回軌道」的方法，指的是「借月球一臂之力」，充分利用月球引力的自然助推作用，使得太空船轉向返回。 　　「阿波羅13號」使用登月艙的降落火箭，稍作機動變軌進入到「自由返回軌道」。然後，待登月艙繞過月球背面後，降落火箭被點燃，以加速登月艙返回地球的速度，最後順利地進入地球軌道並安全返回地面。 　　 　　▪末日之後：移民火星需要克服什麼？ 　　儘管目前的火星並不適合人類居住，但不少人相信，火星的環境可以透過現有技術逐漸改變，那人類移民火星究竟會碰到什麼樣的困難？ 　　

［極端環境］ 　　人類得先在火星土壤引進細菌和策略性植物，逐步建立一個人造生物圈，達到改變環境、改變大氣層的厚度和成分的目的，使火星越來越適合高等生物的居住。 　　［大氣稀薄］ 　　火星的大氣層僅相當於地球大氣層的0.7%，只可以抵擋部分的太陽輻射和宇宙線，且氧氣不足，二氧化碳的比例卻又遠遠高於人類中毒的極限值。因此一開始移民的人類，只能在人造建築物或改造的火星洞穴中生活，且必須配有壓力設備，以維持足夠的氣壓。 　　［能源匱乏］ 　　以上種種方法，都需要能源維持。一開始可以考慮地球上帶去燃料，為長遠之計則需要考慮如何利用火星上的資源產生能量，而不是長期依賴於地球的原料供給。 　　飛向瑰麗宇宙

，探索浩瀚無垠， 　　沒有哪一門科學，能像航太這樣充滿幻想色彩！ 　　★本書以第二次世界大戰後美蘇的太空競爭為線索，插入一些當事人和研究者的逸聞趣事，將航太方面的科學技術發展穿插其中！     　　★本書沒有數學公式，適合所有愛好科學的大眾閱讀，包括各個年齡層次的文科讀者，讓你在輕鬆遨遊星際的過程中，也能充分領略宇宙的知識與美感！  

移動式太陽能光電系統之特性分析

為了解決地球繞太陽公轉速度的問題，作者鍾立偉 這樣論述：

將太陽能相關經驗公式利用fortran程式語言加以撰寫，程式化的目的在於期待將來能利用程式控制電動機構移動面板角度，正確面向太陽方位以增加吸收太陽能輻射的效能，方程式內容方向包含太陽與地球之間角度對應關係、計算太陽能光電板能夠吸收的輻射量、光電系統之設計與分析，利用HDKR法計算出時變輻射值GT，配合Erbs(1982)等學者提出的Gd/G的關係式，與HDKR模式，聯立解出Gb、Gd與G後，計算出吸收能量比S/Sref， 本研究利用太陽能車與飛行器，以時速V之速度，從日出出發到日落環繞環型區域N圈，分析中將利用程式可改變緯度、海拔、太陽能板傾斜角和天數來觀察輻射量、吸收比、電流、電壓、

電阻和功率的變化。