【魔術科學大驚奇】免費活動!9/4 (五) 晚上 @ 微 迷 野 林・Wildmii Safari Showroom and Cafe
以前在唸書時都是以考試為主的學習方式,透過公式計算解題,很難想像背後的物理原理,而我們想要做一些改變,特地安排了這個精采的講座。
此講座想要提供孩子們另外一種學習觀點,透過好玩、有趣的魔術示範並解釋背後的科學原理,利用重心、離心力、慣性定律、視覺錯誤、壓力等物理原理表演魔術,同時也讓孩子實際嘗試與體驗,歡迎家長帶著孩子們來微迷野林咖啡廳享受充滿「驚奇」的夜晚。
時間:9/4 (五) 19:00-21:00 六點半入場
活動地點:微迷野林咖啡廳
地址:台北市大安區溫州街48巷24號
年齡:適合小學至國中
費用:免費,低消一杯飲品即可
*要來的話請推個文,很怕到時後只有我們兩個人...
講師:
黃柏翰
AKA 奇幻製造者
放棄工程師當魔術師,標準魔術宅
每天使用科學解決問題
王淳德
AKA Webber 4
大學物理指考100分,現職物理老師
物理超狂熱者,用嘻哈唱出人生
離心力公式 在 余海峯 David . 物理喵 phycat Facebook 的最佳貼文
【推舊文】方程是永恆:愛因斯坦
今日係圓周率日、白色情人節,同時亦係愛因斯坦生日。
注:感謝讀者Ka Wa Tsang 指正,狹義相對論可以用於非慣性參考系。我曾在另一文章談及這錯誤,但忘了修改此文。在非慣性參考系使用狹義相對論的結果,是會出現不存在的「偽力」,情況如同離心力一樣。
//1879年,愛因斯坦出生於德國南部小鎮烏姆(Ulm)。1880年,他隨家人搬到慕尼黑(München)。與一般印象相反,愛因斯坦小時候因為鮮少說出完整句子,父母曾以為他有學習障礙。
愛因斯坦在慕尼讀中學。他非常討厭德國學校著重背誦的教育方式,課堂上總自己思考問題,不專注聽課,所以經常被老師趕出班房。1894年,愛因斯坦15歲,他父親赫爾曼・愛因斯坦(Hermann Einstein,1847-1902)在慕尼黑的工廠破產,迫使舉家遷往意大利帕維亞(Pavia),留下愛因斯坦在慕尼黑完成中學課程。同年12月,愛因斯坦以精神健康理由讓學校準許他離開,前往帕維亞會合家人。
這次出走改變了愛因斯坦的一生,甚至可說改變了人類文明的科學發展。
愛因斯坦不懂意大利語,不能在帕維亞上學。他早有準備,前往瑞士德語區蘇黎世(Zürich)投考蘇黎世聯邦理工學院(Eidgenössische Technische Hochschule Zürich,通常簡稱ETH Zürich)。結果愛因斯坦數學和物理學都考得優異成績,但其他科目如文學、動物學、政治和法語等等卻全部不合格。
蘇黎世聯邦理工學院給予愛因斯坦一次機會,著他到附近小鎮阿勞(Aarau)去完成中學課程,明年再考。在這段期間,愛因斯坦暫住在斯特・溫特勒教授(Jost Winteler,1846-1929)家中。愛因斯坦很喜歡開明、自由的溫特勒教授一家,利用這一年溫習各科目,更與溫特勒的女兒瑪麗・溫特勒(Marie Winteler,1877-不詳)相戀。
瑞士的教育方式與德國的不相同,並不強調背誦。瑞士學校老師非常鼓勵學生發表意見,不會以權威自居,這一點與討厭權威的愛因斯坦非常合得來。愛因斯坦曾於寄給溫特勒的信中寫道:「對權威不經思索的尊重,是真理的最大敵人。」[1]他稱自己為世界主義者,不喜歡德國日漸升溫的國家主義。溫特勒教授就幫助愛因斯坦放棄德國國籍,愛因斯坦因而成為了無國籍人士,他很喜歡這個「世界公民」身份。
一年後,愛因斯坦再次投考蘇黎世理工學院。物理、數學當然成績優異,其他科目亦合格,愛因斯坦順利被取錄入讀物理學系。然而,他父親卻期望他進入工程學系,將來繼續家族工廠,因此他們大吵了一場。
愛因斯坦大學時繼續他我行我素的性格,經常逃課去上其他科目的課堂,所以都要他的同學們幫他抄筆記,他才知道考試範圍。加上愛因斯坦以刺激權威為樂,教授們都不喜歡這個又煩又懶的學生,不願意幫他寫好的推薦信,所以他畢業後一直找不到工作。
在學時,愛因斯坦與物理系唯一一個女同學米列娃・馬利奇(Mileva Marić,1875-1948)相戀。根據膠囊資料顯示,愛因斯坦與米列娃的書信中曾提到他們有個女兒叫麗瑟爾。不過後來他們就再沒提到她,歷史學家估計麗瑟爾出生不久就死於猩紅熱。愛因斯坦與米列娃在1903年結婚,之後他們生了兩個兒子——大子漢斯和二子愛德華。他們最終在1914年分居,1919年離婚。
愛因斯坦於1900年畢業,取得了教學文憑。可是,由於教授們都不喜歡愛因斯坦,他申請大學職位的申請信全都石沉大海。愛因斯坦非常沮喪,以致他父親於1901年寫信給威廉・奧斯特瓦爾德教授(Wilhelm Ostwald,1853-1932,1909年諾貝爾化學獎得主)請求他聘請愛因斯坦當助手,或者至少寫給愛因斯坦鼓勵說話。當愛因斯坦快要連奶粉錢也不夠的時候,他大學時的舊同學格羅斯曼・馬塞爾(Grossmann Marcell,1878-1936)[2]的岳父以人事關係幫他在瑞士專利局找到了一份二級專利員的工作,愛因斯坦才度過難關。
愛因斯坦喜歡在早上就把所有工作做完,利用整個下午在辦公桌上思考物理問題。一個從學生時代就已令他著迷的問題就是:如果他能夠跑得和光一樣快,會看到什麼?
詹士・馬克士威(James Clerk Maxwell,1831-1879)的電磁學方程組說明光線就是電磁場的波動,而電磁波亦已被亨里希・赫茲(Heinrich Hertz, 1857-1894)的無線電實驗證明存在。科學家認為,既然光是波動,就跟所有其他波動一樣需要傳播媒介:聲波需要粒子、水波需要水份子,而光需要「以太」才能在宇宙直空中傳播。
愛因斯坦於1905年發表狹義相對論。在這之前牛頓的絕對時空觀早已令科學界困擾多年。著名的邁克遜—莫雷實驗結果與牛頓力學速度相加法則相違背[3]。無論地球公轉到軌道的哪個位置,無論實驗儀器轉向哪個方向,光線都相對以太以同樣秒速30萬公里前進,分毫不差。這就好像下雨時無論向哪個方向跑,雨點總是垂直落在我們的頭頂。難道雨點知道我們跑步方向,故意調整落下角度嗎?
光速不變概念非常革命性。因為光速不變,在我們眼中同時發生的兩件事,其他人看起來卻不一定同時。時間與空間有微妙關係,兩者結合在一起成為時空。當年大部分科學家都認為問題必然出在馬克士威電磁方程式,但愛因斯坦卻不這麼想。他認為,我們常識中對「同時」的理解根本有誤。不過,愛因斯坦並非以力學切入這個問題,而是思考一個著名的電磁現象:法拉第電磁感生效應。
法拉第電磁感應定律指出,移動的帶電粒子會同時產生電場與磁場,靜止的帶電粒子則只會產生電場,沒有磁場。但相對論說宇宙並沒有絕對空間,速度只有相對才有意義。而物理現象必須是唯一的,所以我們就有個問題:究竟有沒有磁場存在?把電磁鐵穿過線圈,我們可以做以下三個實驗:
(一)固定電磁鐵,移動線圈;
(二)固定線圈,移動電磁鐵;
(三)固定線圈及電磁鐵,改變磁場強度。
實驗結果:三個實驗之中都有電流通過線圈,而且數值完全一樣!
我們可以從實驗結果得出甚麼結論?基於完全不同的物理過程,實驗(一)與實驗(二)和(三)得到相同的電流。實驗(一)產生電流的是磁場,而實驗(二)和(三)產生電流的卻是改變的磁場所感生的電場。嚴格來說,實驗(一)的結果並非法拉第定律,因為法拉第定律所指的是磁場感生電場。正是這區別令愛因斯坦得到靈感,他在論文中說這個現象顯示無論是電動力學與力學,根本不存在絕對靜止這回事。
愛因斯坦預期相對論會在科學界引起廣泛討論,結果卻是異常安靜。愛因斯坦突然拋棄了物理「常識」,此舉令科學界摸不著頭腦。馬克斯・普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck,1858-1947,1918 年諾貝爾物理奬得主)可能是唯一一個明白相對論重要性的人,他讀到論文後寫過信去問愛因斯坦解釋清楚一些理論細節,更派馬克斯・馮勞厄(Max von Laue,1879-1960,1914 年諾貝爾物理奬得主)去拜訪愛因斯坦。馮勞厄發現愛因斯坦竟然不是大學教授,而是瑞士專利局裡的小職員。回家路上,愛因斯坦送給馮勞厄一支雪茄,馮勞厄嫌品質太差,趁愛因斯坦不為意從橋上把雪茄丟了下去。
愛因斯坦導出那舉世聞名的質能關係方程式E=mc2,解釋了放射性同位素輻射能量來源和太陽能量來源。不過愛因斯坦後來在1921年獲頒的諾貝爾物理學獎並非因為相對論,而是因為他應用普朗克的量子論解釋了光電效應。
愛因斯坦並沒有滿足於狹義相對論。狹義相對論只適用於慣性坐標系,可是宇宙裡絕大部份坐標系都是非慣性的,例如地球就是個加速中的坐標系。愛因斯坦知道必須找出一個新理論去解釋加速坐標系中的運動定律。他幾乎是獨力地與新發展的數學分支「張量分析」在黑暗之中搏鬥了十年之久,最後才於1915年11月完成廣義相對論。我們已經觀賞過的宇宙大爆炸,都遵守廣義相對論的方程式。
愛因斯坦尋找正確的廣義相對論公式期間,米列娃與愛因斯坦的關已經變得非常惡劣,而且愛因斯坦的母親非常不喜歡他倆的婚姻,米列娃她就在1914年帶著兩個孩子離開他們的家柏林,到瑞士去了。與孩子分離使愛因斯坦非常傷心,因為他堅持留在德國做研究。不過,他與後來第二任妻子、表妹愛爾莎・愛因斯坦(Elsa Einstein,1876-1936)[4]的曖昧關係已經一發不可收拾。
我們穿越時間來到了1915年11月底,愛因斯坦就快發現能夠描述整個宇宙的新理論了。狹義相對論裡時空是平的,並且所有慣性坐標系都是等價的。廣義相對論描述的是更廣泛的彎曲時空,它能描述所有坐標系。只要指定一套時空度規、給定能量與物質密度分佈,就能夠計算出時空曲率如何隨時間改變。相對論大師約翰・惠勒(John Archibald Wheeler,1911-2008)曾說:「時空告訴物質如何運動;物質告訴時空如何彎曲。」[5]
狹義相對論改正了以往區分時間與空間的常識,而廣義相對論則把萬有引力描述成時空曲率,連光線也會被重力場彎曲,再次顛覆了常識。我們只需要把一組十式的愛因斯坦場方程式配合相應時空度規,任何宇宙的過去與未來都能夠計算出來。
當然很多人質疑廣義相對論的正確性,因為科學理論必須接受實驗驗證。終於在1919年,英國天文學家亞瑟・愛丁頓(Sir Arthur Stanley Eddington, 1882-1944)來到西非畿內亞灣普林要比島(Principe)以日全食觀測結果驗證了廣義相對論。1919年5月29日早晨,下著傾盆大雨。幸好到了下午1時30分雨停了,不過還有雲。愛丁頓努力拍攝了許多照片,希望能夠拍到太陽附近的星光偏折。最後結果出來了:在拍得的照片中,有一張與愛因斯坦的預測數值吻合。其實在科學裡,一個證據並不足以支持一個理論,但愛丁頓是個廣義相對論狂熱擁護者,他立即對外公佈廣義相對論已經被證實了。
廣義相對論場方程式顯示,宇宙若不是正在收縮就是正在膨脹。我們已經知道,當年愛因斯坦認為宇宙永遠存在,因此他在場方程式裡加入了宇宙常數,用來抵消重力,使宇宙變得平衡,不會擴張也不會收縮。但這樣的宇宙極不穩定,只要非常細微的擾動,宇宙就會膨脹或收縮。就好像把一個保齡球放在筆尖上,理論上保齡球可以停在筆尖上,但只要一點點風就能使保齡球滾下來。
不過,這個常被人說成是愛因斯坦一生最大錯誤的宇宙常數,其實的確存在。錯有錯著,歷史再次證明愛因斯坦正確,儘管這並非愛因斯坦的原意。1929年,愛德溫・哈勃(Edwin Hubble,1889-1953)發現星系正在遠離地球,而且越遙遠的星系後退的速度就越快。這只能有兩個解釋:要麼地球是宇宙的中心、要麼宇宙正在膨脹。當愛因斯坦知道哈勃的發現後,他後悔在廣義相對論方程式裡加入了人為的宇宙常數[6]。
今天,科學家已經發現宇宙不單正在膨脹,而且膨脹正在加速。暗能量、或者宇宙常數,因而在上世紀末重新復活。一個正在加速膨脹的宇宙,比一個靜止的宇宙需要更巨大的宇宙常數。而且事實上,即使有宇宙常數,宇宙亦不可能靜止。
愛因斯坦在第二次世界大戰時,因為擔心納粹德國會製造出原子彈,所以他曾寫信致羅斯福總統要求美國搶先研究製造原子彈。到戰後才發現,當時的德國根本無法造出原子彈,因為大多數的科學家已經被希特拉趕走了。那天早上,當愛因斯坦聽到原子彈已經把日本廣島夷為平地,他就呆坐在家,久久未能平復心情。從此以後,愛因斯坦極力主張廢除核武,導致他被50年代著名的FBI胡佛探長(John Edgar Hoover,1895-1972)認為他是共產黨間諜。理所當然,胡佛始終無法找到任何證據捉拿愛因斯坦。
愛因斯坦因以普朗克的光量子概念解釋了光電效應而獲得1921年諾貝爾物理獎。光電效應論文證明了光同時是波動和粒子,稱為光的波粒二象性,是量子力學的基本原理。不過,儘管量子力學和廣義相對論的所有預測都未曾出錯,兩者卻互不相容。現在的科學家十分清楚:要不是量子力學是錯的、或廣義相對論是錯的、或兩者都是錯的。
愛因斯坦於1923年7月11號在瑞典哥德堡舉行的Nordic Assembly of Naturalists會講上講了他的諾貝爾獎講座。雖然他得到的是1921年諾貝爾獎,可是因為諾貝爾奬委員會認為在1921年的提名名單中沒有人能夠得獎,跟據規則該年度之獎項順延至下一年頒發,所以愛因斯坦實際於1922年得到1921年的諾貝爾獎。而由於在1922年諾貝爾獎頒獎典禮舉行時愛因斯坦正在遠東旅行,直到1923年愛因斯坦才在哥德堡講出他的諾貝爾奬講座。順帶一提,愛因斯坦獲頒諾貝爾獎不久之前,他正在香港。
愛因斯坦雖然有份為量子力學打下基礎,後來卻變得不相信量子力學,例如他與兩個物理學家共同提出的愛因斯坦—波多爾斯基—羅森悖論[7]就是為了推翻量子力學的。可是,科學家後來發現愛因斯坦—波多爾斯基—羅森悖論的假設「局域性」是錯的。廣義相對論認為宇宙是「局域」的,只有無限接近的兩個點才能有因果關係,因此推翻了牛頓重力理論中的「超距作用」。但量子力學卻說,兩個相距非常遠的粒子也能夠互相影響,因此量子力學與廣義相對論的假設是不相容的。
愛因斯坦一生都在尋找量子力學的錯處,結果是一個都找不到。他晚年一直在研究統一場論,希望統一電磁力和重力。不過,在他死前,人類並不知道除電磁力和重力以外還有強核力和弱核力。所以愛因斯坦根本沒有足夠的資訊去進行統一場論的研究,歷史注定要他失敗。
愛因斯坦一生對金錢、物質、名譽等不感興趣,他喜愛的東西大概可說只有物理和女人。他希望找出大自然的終極奧秘,並以優美、永恆不變的數學方程式表達出來。愛因斯坦覺得「政治只是一時,方程式卻是永恆。」[8]愛因斯坦聲稱自己並不擅長政治,但他在一生中卻經常對種族平等、世界和平等政治大議題作公開演講。因此他也引來許多人對他的政治立場表達不滿。
當以色列的第一任總統哈伊姆・魏茲曼(Chaim Azriel Weizmann,1874-1952)於1952年逝世時,以色列官方曾邀請愛因斯坦擔任第二任總統。最後,愛因斯坦寫了一封回信感謝並婉拒。
1955年4月18號,愛因斯坦在撰寫祝賀以色列建國七週年的講稿中途逝世。他生前堅拒以人工方法勉強延長生命,他說:「當我想要離去的時候請讓我離去,一味地延長生命是毫無意義的。我已經完成了我該做的。現在是該離去的時候了,我要優雅地離去。」//
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[上海迪士尼攻略⭐️終極懶人包]
去過不同國家的迪士尼後,不得不說這次獨闖上海迪士尼的所見所聞確實有些不同。
決定跟不管未來要自己玩、朋友玩、約會玩、家庭玩的朋友們分享一些必知攻略懶人包!!
🌟記得上海地鐵11線現在有終點站迪士尼,請好好利用💓(補充,建議到迪士尼站後直接把回程票買好,以免出園後還要排買車票!)
1.請提前選一個好日子,最好是有好天氣🌞的平日,提前上網買票!(平日票跟假日票可以差到40人民幣,想要避開一點點人潮又想省點小錢記得選擇良辰吉日)
2.記得穿好走的運動鞋,不然會排隊鐵腿到死。要有心理準備,十二點過後除非你有fastpass,基本上次熱門項目都至少排兩小時😂
3.進去有兩道程序,第一道是安檢,第二道是門票。記得能多早去就多早去!!☑️(聽說現在七點半開始開放安檢,如果照公布的八點才去排隊,進去至少一小時的事了)
4.建議帶未開封食物與水在身上(園內可以裝水),記得要「未開封」才能通過安檢。也可以在等安檢時邊吃早餐,否則就要等到進去才能開封不然會被丟掉。
5.一入園請先去搶自己最想玩的項目的fatpass(尤其是熱門項目如創光速飛輪、翱翔地平線、雷鳴山漂流、七矮人礦車),差很多!!fastpass會讓你在指定時段內有遊樂設施優先搭乘權,只要跟其他有fastpass的人排隊就好。通常ㄧ天最多只能搶到一張,不要貪心😎
6.排隊時要有心理準備:很久~~~而且這裡的秩序很可怕😅會有很多亂擠、亂吵、隨地小便的小孩(這裡的爸媽是不會管的),還有大人會跟著亂推插隊,總之警衛是一點權利作用也沒有,只能自己降火氣。
7.從地鐵開始到入園各個地方,都會有攤販,不管是官方或黃牛;可能可以買到價差10倍的雨衣(雷鳴山漂流用,覺得可以買)和盜版米妮髮箍(官賣95-125,覺得太貴可以買盜版或試戴拍照就好😂😂)不過強烈推薦可愛米奇米妮雪糕,雖然40塊有點貴但好吃又可愛❤️
8.請下載Disney resort這個app✨上面會標示園區各項目等待時間,越晚等越久,請看準下手。
通常一日入園目標扣除吃飯休息時間可以設定為:
翱翔地平線or創光速飛輪or雷鳴山漂流(建議挑一個搶fatpass,可能可以多玩到第二個;或趁早上玩,這些到下午都要等三小時以上)
+ 次熱門項目X1(下午可能要等一小時~三小時不等)
+ 休閒項目X1 (基本上排一小內)
+看花車遊行(一點或四點)
+晚上煙火(八點半)
9.如果不餓可以吃小吃撐一天,但通常會排隊餓到要去吃主題餐廳(照樣要等😭)。五大主題王國有各自的特色料理風格,我吃的是海盜村的豬叻排飯和未來園區的炸雞套餐,一份人民幣70-100,可以吃飽,肉多但很鹹。
10.晚上的園區充滿霓虹燈,跟白天感受不同,建議可以待到晚上賞煙火,也可以欣賞遊樂設施夜晚樣貌的樂趣!記得不是每天都有煙火,可以詢問工作人員幾點開始。
11.設施推薦👍👍
☑️我領fastpass的是創光速飛輪❤️❤️❤️私心覺得是全園最強!用騎重機的方式玩雲霄飛車(好有創意而且離心力更刺激,只是乘坐方式沒辦法360度轉),速度超快,而且情景模擬效果超好!!從沒有玩過這種科技感刺激系列!(其實未來園區系列本來就是上海迪士尼獨有,個人認為這項是第一必玩的。)
☑️翱翔地平線也是超熱門項目,但因為聽說他是主打虛擬實境大螢幕劇場,個人喜歡比較動感的項目,所以就放棄了
☑️雷鳴山漂流,推薦🌊今天這項不知為何app上顯示一度排到四小時又突然關閉。心想不可能這樣關掉,我就選在關閉時去等,賭他會再開結果賭中了😝幸好有准備雨衣,這個有點類似碰撞漂流船,但該有的噴水、碰撞、下坡都有,用15分鐘排到原本要排三小時的設施,超划算的!
☑️加勒比海盜沈沒寶藏之旅,是讓我驚豔的室內效果器!有超大全景3D螢幕,明明都是淺水卻讓人真有沈入浮出海底的感覺,蠟像人偶跟動畫完全擬真!沒玩到翱翔地平線推薦這個💪
☑️巴斯光年星際大戰,也是未來園區系列,小男生和爸爸肯定會愛xD拿雷射槍瞄準各種敵人能量盤,最後還有分數,我個人也很愛~~可以拿創的fastpass後來排這個!
☑️愛麗絲夢遊仙境,基本上是小迷宮,可以當休息擬戰略拍美照用
☑️旋轉木馬,個人把他當ending (但一樣要排70分鐘囧)基本上老少皆宜,也算是遊樂園的公式項目啦
☑️七矮人礦車,需要排兩小時的次熱門項目,不過飛車類型我推薦創光速飛輪!
☑️花車遊行有好多項目是比較新的電影,個人覺得花車設計真的好壯觀啊!忍不住跟著唱跳🤣小朋友們反應都超級好的
☑️煙火光雕秀超感人(完全我們那代的回憶😭),在城堡上投影進行,必看推薦才有完美ending!煙火不算多但光雕戲劇很美,聲光效果十足,可以看看自己認得哪幾部❤️
總結:
今天幸運的(疲累的)玩了六項,最後真的有雙腿脹痛,覺得老了😂😂(看照片就可以發現我的小腿浮腫到不像話)
不得不說排隊累到爆炸不爽上火,等待時間長到不像話;中間跟很多沒家教的小孩和粗魯家長生了很多氣,也看了很多不良衛生習慣奇景
但看到遊行和米奇還是迸發少女心❤️❤️另外創光速飛輪真的讓我覺得太值得!
建議等熱潮再退一點再來更好,然後相對於家庭旅遊(小孩很容易在排隊被強悍的強國小孩家長推擠),覺得好友情侶個人遊比較能自我掌控。
特別感謝排旋轉木馬時遇到的一對好心情侶(一起等了一小時,聽到我要放粉專很興奮說要幫我錄影XD是否該來個破八十讚就發?)
希望這個懶人包有幫助到想去玩的大家😊😊
我累了,先掰掰~~
離心力公式 在 政大吉他社- 離心力其實並不存在,又或著是說,他是因為 ... 的推薦與評價
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