免死背！圖解物理強棒教室(電子書)

融合古今中外知名物理家理論，符合現代考試趨勢，
史上第一本將理論、實驗結合思維導圖的學習方式
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親子共讀、課外補充、增長生活中的科學知識
★思維導圖連結科學理論→流程圖、魚骨圖、分析圖、圓餅圖、雷達圖，史上最強的圖表解析，讓你一看就懂
★時間脈絡明確→以物理的發展歷程編排，逐步推演科學理論的產生經過，使讀者能夠觸類旁通，自行延伸到化學、生物、天文等多項領域
★人物關係清楚→介紹從古至今，多位中西方的極具影響力的物理名家，瞭解理論和知識的產生背景
★知識連結→展現各個知識背後的故事，能夠連結到其他學科，激發學習興趣，加深記憶

歡迎對號入座！
青年學子×物理老師×眾多對物理感興趣的讀者都適讀，
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【名師好評推薦】
「本書內容多元豐富，不論是科學家重要的理論、實驗，或是智慧語言，都值得作為高中生閱讀的補充資料，成為建構科學素養的源頭活水。」──北一女中 物理科教師 簡麗賢
「本書適合青少年在課堂學習前後閱讀，增進對科學史的理解，提升科學學習的興趣，是一本不錯的物理學啟蒙讀物。」──建國中學 物理科教師 賴奕帆
「以人物故事為基礎，生動敘述物理學的發展歷史，是學習基礎物理學的好書。」──和平高中 物理科退休資深教師 郭鴻典
「精彩圖心智，中西物理史，腦洞大開放，素養新趨勢。」──彰化師大物理博士／中港國中　物理科教師　王尊信
◆為什麼音律協調就會令人感到悅耳動聽？那些好聽的流行歌曲又是怎麼譜曲的呢？──聲學中的音律演算法
◆指南針為什麼總是指向北方？避雷針為什麼能躲開雷電呢？──電磁學的應用
◆沒有測量儀器的情況下，怎麼知道手上的金飾是真是假？──力學中的浮力作用
◆近視和遠視所戴的眼鏡鏡片完全不同，你知道這是為什麼嗎？──光學的研究
◆為什麼當車子啟動後，我們沒站穩就容易跌倒？──牛頓的三大運動定律

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本書沿著時間的脈絡，重溫物理學的發展歷程，從物理發展的過程中精選出最重要內容，對古代物理學發展、物理萌芽時期、古典物理學時期和近代物理學時期中的重要事件、關鍵性知識概念和基本理論的形成，以及著名物理學家對物理學科發展所作的貢獻，結合思維導圖的編寫方式，為讀者詳盡解說。
此外，本書在「人物小史與趣事」中穿插知識連結，使讀者能夠瞭解相關時期的主要知識點。
本書期望讀者們能夠透過閱讀，激發對科學研究和探討的興趣，並懂得把這些理論和現象背後產生的原因落實到生活中，讓人知道物理不只是教科書上單純的文字、公式和推論而已，還蘊含豐富的知識內涵。相信本書能夠提供給所有對物理發展史有興趣、正在學習和研讀的師生，以及熱愛與孩子共同分享知識的父母們討論時使用，同時也是提高物理能力的得力助手。
本書特色
1化繁為簡：文字敘述活潑有趣，增加閱讀和學習興趣，將難解的物理公式、原則和理論與生活連結，方便讀者快速理解。
2最強圖解：透過流程圖、魚骨圖、分析圖、圓餅圖、雷達圖等各式各樣的圖表，釐清各項知識點，讓你一看就懂，快速建立完整的邏輯概念。
3知識量完整：沿著時間的脈絡，重溫物理發展的歷程，主要內容包括：古代物理學發展、物理萌芽時期、古典物理學時期和近代物理學時期。

舒錫莉
畢業於國立師範大學，教育碩士，曾擔任國中物理老師。現為專職物理書籍作者，參與編著過多本數理化相關讀物。
王卓
畢業於國立大學物理系博士班，曾任大學物理系副教授。現為物理科學研究人員，理科知識豐富。

前言
導讀與推薦
第一章 古代物理學發展
1.1 中國古代物理學發展
1.1.1 物質觀
1.1.2 力學
1.1.3 熱學
1.1.4 聲學
1.1.5 光學
1.1.6 電磁學
1.2 西方古代物理學發展（中世紀以前）
1.2.1 古希臘的自然哲學觀
1.2.2 古希臘的物理學
第二章 物理萌芽時期（17 世紀以前）
2.1 中世紀時期的歐洲（5 ∼ 15 世紀）
2.2 文藝復興時期（16 世紀）
2.2.1 力學
2.2.2 光學
2.2.3 電磁學
2.2.4 氣象學
第三章 古典物理學時期（17 ∼ 19 世紀末）
3.1 力學
3.1.1 運動定律
3.1.2 萬有引力定律
3.1.3 牛頓以後力學的發展
3.2 光學
3.3 電磁學
3.3.1 17 世紀
3.3.2 18 世紀
3.3.3 19 世紀
3.4 聲學
3.5 熱學
第四章 近代物理學時期（20 世紀至今）
4.1 物理學上的三大發現
4.2 相對論的建立
4.3 量子力學的發展
4.4 核子與粒子物理學的發展
4.5 電磁學
4.6 熱學

人物小史與趣事
艾薩克．牛頓（Isaac Newton，西元1643 ∼ 1727 年），物理學家、數學家，被譽為「古典物理學之父」。
主要成就：提出萬有引力定律、牛頓運動定律，與萊布尼茲共同研究出微積分，發明反射式望遠鏡，發現光的色散原理。
◆求學歲月
1661 年，牛頓19 歲時進入劍橋大學的三一學院，接觸大量自然科學著作，經常參加學院舉辦的各類講座，包括地理、物理、天文和數學。在那時，該學院的教學以亞里斯多德的學說為主，但牛頓更喜歡閱讀伽利略、哥白尼和克卜勒等天文學家的先進思想。
1665 年，牛頓發現廣義二項式定理，並開始發展一套全新的數學理論，也就是後來為世人所熟知的微積分學。在1665 年，牛頓獲得學位，正當牛頓準備留校繼續深造時，嚴重的鼠疫席捲全英國，劍橋大學因此關閉，牛頓離校返鄉。
此後兩年，牛頓在家中繼續研究微積分學、光學和萬有引力定律。
◆偉大的成就
牛頓運動三定律是構成古典力學的理論基礎，成為解決機械運動問題的基本理論依據。
1687 年，牛頓出版代表作《自然哲學的數學原理》，這是一部力學的經典著作。牛頓在這部書中，從力學的基本概念（質量、動量、慣性、力）和基本定律（運動三定律）出發，運用他所發明的銳利數學工具—微積分，建立古典力學完整而嚴密的體系，統整天體力學和地面上的物體力學，達成物理學史上第一次大綜合。
在光學方面，牛頓利用三稜鏡試驗，白光可分解為有顏色的光，最早發現白光的組成。他精確地分析各色光的折射率，說明色散現象的本質。牛頓指出，由於對不同顏色光的折射率和反射率不同，才造成物體顏色的差別，揭開顏色之謎。
牛頓提出光的「微粒說」，認為光是由微粒形成，並且走最快速的直線運動路徑。牛頓的「微粒說」與後來惠更斯的「波動說」成為關於光本質的兩大基本理論。
牛頓為說明日光的成分，製作出牛頓色盤，又稱為「七色板」。圓板分為七個扇形，依次塗有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。將圓板迅速轉動，可見到板呈白色，說明日光是由以上七種色光合成。
牛頓還發明反射式望遠鏡，主鏡使用球面鏡，第二反射鏡是平面的對角反射鏡。
知識連結
牛頓三大運動定律
牛頓第一定律（慣性定律）：任何一個物體在不受外力或受平衡力的作用時，總是保持靜止狀態或等速直線運動狀態，直到有作用在其上的外力迫使它改變這種狀態為止。
牛頓第二定律（加速度定律）：物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。
牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力在同一條直線上，量值相等，方向相反。

牛頓的研究領域非常廣泛，研究過計溫學，觀測過水沸騰或凝固時的固定溫度；還研究過熱物體的冷卻規律。
◆關於蘋果落地的故事
1666 年夏末的一個溫暖傍晚，牛頓正坐在一棵蘋果樹下讀書。當他翻動書頁時，頭頂的樹枝間有樣東西晃動，一顆蘋果落下，打在牛頓的頭上。
恰巧此時，牛頓正苦苦思索一個問題：「是什麼力量使月球保持在環繞地球運行的軌道上，以及使行星保持在其環繞太陽運行的軌道上？」
被蘋果砸到之後，牛頓又想：「為什麼這顆打中我頭腦的蘋果會墜落到地上？」
從思考這個問題開始，牛頓經過多次觀察和反覆實驗，找到答案：萬有引力定律。
知識連結
萬有引力定律
自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的量值與兩物體的質量乘積成正比，與兩物體間的距離的平方成反比，作用力的方向在兩個物體的連線上。
數學運算式：
關於這個故事的真實性頗具爭議，部分學者認為這個故事是杜撰且經過加油添醋。不管發現萬有引力的真相為何，這都是牛頓一生中相當重要成就。

人物小史與趣事
愛德蒙．哈雷（Edmond Halley，西元1656 ∼ 1742年），英國天文學家、地理學家、數學家、氣象學家和物理學家。
主要成就：研究哈雷彗星。
◆綽號
1675 年，英國於格陵威治成立皇家格林威治天文台（Royal Greenwich Observatory），由英國國王查理二世創建皇家天文學家的職位，第一位擔任此職務的天文學家是約翰．佛蘭斯蒂德（John Flamsteed）。
當時，佛蘭斯蒂德正在編纂一份新的星表。哈雷知道後，萌生前往南半球觀測南天恆星的念頭。1676 年，哈雷前往位在南大西洋上的聖赫倫拿島（Saint Helena），研究南天星空。在聖赫倫拿島的18 個月中，儘管天候經常不佳，哈雷仍繪製出341 張南半球恆星的星圖。
當時，皇家御用天文學家約翰．佛蘭斯蒂德便稱哈雷「南天第谷」（Our Southern Tycho）。
第谷是丹麥天文學家，曾用肉眼精確測量北天777 顆恆星的位置。
約翰．佛蘭斯蒂德以觀測精確著稱，第谷自然成為心中至高的偶像。
22 歲的哈雷竟被凡事嚴謹的約翰．佛蘭斯蒂德毫不吝嗇地譽為「南天第谷」，天文才華可想而知。之後，哈雷更接續佛蘭斯蒂德的職務，成為第二任皇家格林威治天文台台長。
◆與牛頓交往
從1680 年起，哈雷對克卜勒的行星運動定律產生疑問，詢問過多位皇家學會的會員，卻無人能解答。1684 年8 月，哈雷帶著困惑前往劍橋向牛頓請益。
牛頓告訴哈雷：「我在幾年前就已經知道答案了，行星運動是橢圓軌道，只是沒有發表而已。」
哈雷和牛頓開始在學術上有密切的交流。哈雷建議牛頓將研究成果擴充並出版成書，牛頓也感染到哈雷的熱情，便著手寫作，書名為《自然哲學的數學原理》（Philosophia Naturalis Principia Mathematica ）。出版初期，皇家學會同意贊助資金印發。
此書由哈雷親自編輯、校對和撰寫序言。然而，就在萬事俱備之時，皇家學會卻認為該書賣不出去，會讓學會承受太大的經濟損失，拒絕承擔印刷費用。於是，哈雷自掏腰包出版本書。為了讓更多人接受、閱讀該書，哈雷寫信給當時的國王，深入淺出地介紹書內所包含的豐富知識。
該書隨後於1687 年出版，並成為牛頓最著名的著作。哈雷接著便以牛頓的萬有引力定律來研究彗星。
◆哈雷彗星
在牛頓的名著《自然哲學的數學原理》一書中，提出假設：有些彗星具備封閉性軌道，即指該彗星會有規律地重複出現。
哈雷為了驗證牛頓的這個假設，從1695 年起，開始收集過去的觀測記錄，運用牛頓運動定律加以分析，發現確實有幾年所觀測到的彗星軌道非常相似，應該是同一個彗星。
1705 年，哈雷根據這些數據推測並預言：該彗星將於1758 年再度出現。
事實證明，哈雷說對了！ 1758 年的耶誕節，那顆彗星再次出現在世人眼前。後來，這顆富有傳奇色彩的彗星，便以哈雷的名字命名，稱為「哈雷彗星」。
知識連結
彗星
彗星，指進入太陽系內，亮度和形狀會隨日距變化而改變的繞日運動天體。彗星物質蒸發，在冰核周圍形成朦朧的彗髮和一條稀薄物質流構成的彗尾。由於太陽風的壓力，彗尾總指向背離太陽的方向。
◆哈雷和電磁學
哈雷曾試圖以假定四個固定的磁極來解釋磁的變化。因為這個假定不能說明事實，他又設想地球是由兩個同心磁球殼組成，這兩個磁球殼的極位於不同的地點，並跟地理極不一致，內部的磁球殼還在緩慢地轉動。