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生 物 與 生 活 I: 陸 域 生 物 與 生 態 林 明 炤 ( 南 華 大 學 通 識 中 心 教 授 ) 何 謂 生 物 學?(What is Biology?) 舉 凡 研 究 生 物 的 生 命 與 結 構, 以 及 其 運 作 之 科 學, 稱 為 生 物 學 The scientific study of the life and structure of living things, and the way in which the body and cells of a living thing behave. 何 謂 生 態 學?(What is Ecology?) 舉 凡 研 究 生 物 與 環 境 間 的 關 係, 以 及 其 間 平 衡 模 式 之 科 學, 稱 為 生 態 學 The scientific study of the relationships between living things and their environment, and the balances between these relationships. 何 謂 陸 域 生 物?(What is terrestrial organism?) 舉 凡 生 長 於 陸 地 ( 而 非 終 生 棲 住 水 中 樹 上 或 空 中 ) 的 生 物, 稱 為 陸 域 生 物 Of organisms living on the land or on the ground, rather than in water, in trees or in the air. 分 子 細 胞 組 織 器 官 系 統 個 體 族 群 群 聚 生 態 系 生 物 圈 Molecule Cell Tissue Organ System Organism Population Community Ecosystem Biosphere 生 物 帶 ; 生 物 地 理 區 (Biome) 由 於 特 殊 的 氣 候 和 優 勢 植 物 相 所 形 成 之 獨 特 生 物 群 聚 A major biotic community characterized by the dominant forms of plant life and the prevailing climate. 陸 域 生 物 帶 ; 陸 域 生 物 地 理 區 (Terrestrial biome) 熱 帶 雨 林 沙 漠 稀 樹 草 原 灌 木 叢 林 溫 帶 草 原 北 方 針 葉 林 溫 帶 濶 葉 林 苔 原 Tropical forest Desert Savanna Chaparral Temperate grassland Northern coniferous forest Temperate broadleaf forest Tundra 1

陸 域 生 物 的 分 類 (Classification of terrestrial organisms) 原 核 生 物 (Procaryote)~ 真 細 菌 (Eubacteria) 古 細 菌 (Archaebacteria) 原 生 生 物 (Protist)~ 光 合 性 ( 似 植 物 ) 原 生 生 物 (Photosynthetic (plant-like) protists) 吸 收 性 ( 似 真 菌 ) 原 生 生 物 (Absorptive (fungus-like) protists) 攝 食 性 ( 似 動 物 ) 原 生 生 物 (Ingestive (animal like) protists) 真 菌 (Fungus) 植 物 (Plant )~ 蘚 苔 植 物 (Moss ) 蕨 類 植 物 (Fern ) 裸 子 植 物 (gymnosperm) 被 子 植 物 (angiosperm) 動 物 (Animal)~ 魚 類 (Fish) 兩 生 類 (Amphibian) 爬 行 類 (Reptile) 鳥 類 (Bird) 哺 乳 類 (Mammal) 陸 域 生 物 與 其 環 境 間 之 交 互 作 用 (Interactions among terrestrial organisms and their environment) 常 見 的 陸 域 生 物 (Common terrestrial organisms) 陸 域 生 物 與 人 類 生 活 (Terrestrial organisms and human life) 人 類 對 陸 域 生 物 環 境 的 衝 擊 (Human impacts on terrestrial organisms and their environment) 2

生 物 與 生 活 Ⅱ: 水 域 生 物 與 生 態 林 明 炤 ( 南 華 大 學 通 識 中 心 教 授 ) 何 謂 水 域 生 物?(What is aquatic organism?) 舉 凡 生 長 於 水 中 ( 而 非 終 生 棲 住 陸 地 樹 上 或 空 中 ) 的 生 物, 稱 為 水 域 生 物 Of organisms living in water, rather than on the land, in trees or in the air. 水 域 生 物 帶 ; 水 域 生 物 地 理 區 (Aquatic biome) 河 川 溪 流 湖 泊 埤 塘 溼 地 河 口 潮 間 帶 潮 下 帶 底 棲 區 深 海 區 River Stream Lake Pond Wetland Intertidal zone Subtidal zone Benthyl zone Abyssal zone 水 域 生 物 的 分 類 (Classification of terrestrial organisms) 原 核 生 物 (Procaryote)~ 真 細 菌 (Eubacteria) 古 細 菌 (Archaebacteria) 原 生 生 物 (Protist)~ 光 合 性 ( 似 植 物 ) 原 生 生 物 (Photosynthetic (plant-like) protists) 吸 收 性 ( 似 真 菌 ) 原 生 生 物 (Absorptive (fungus-like) protists) 攝 食 性 ( 似 動 物 ) 原 生 生 物 (Ingestive (animal like) protists) 真 菌 (Fungus) 植 物 (Plant)~ 蘚 苔 植 物 (Moss) 蕨 類 植 物 (Fern) 被 子 植 物 (angiosperm) 動 物 (Animal)~ 魚 類 (Fish) 兩 生 類 (Amphibian) 爬 行 類 (Reptile) 鳥 類 (Bird) 哺 乳 類 (Mammal) 水 域 生 物 與 其 環 境 間 之 交 互 作 用 (Interactions among aquatic organisms and their environment) 常 見 的 水 域 生 物 (Common aquatic organisms) 水 域 生 物 與 人 類 生 活 (Aquatic organisms and human life) 人 類 對 水 域 生 物 環 境 的 衝 擊 (Human impacts on aquatic organisms and their environment) 3

生 物 與 生 活 Ⅲ: 生 物 多 樣 性 與 保 育 授 課 教 師 : 林 明 炤 ( 南 華 大 學 通 識 中 心 教 授 ) 何 謂 生 物 多 樣 性?(What is biological diversity or biodiversity?) 泛 指 基 因 物 種 生 態 的 樣 異 程 度 Variety in genes, species and ecosystems. 基 因 多 樣 性 (Genetic diversity) 族 群 中 或 族 群 間 之 基 因 變 異 性 Genetic variation within a population and between populations 物 種 多 樣 性 (Species diversity) 生 態 系 或 生 物 圈 中 之 物 種 變 異 性 Variety of species in an ecosystem or throughout the biosphere 生 態 多 樣 性 (Ecological diversity) 生 物 圈 中 之 生 態 系 變 異 性 Variety of ecosystems throughout the biosphere 生 物 多 樣 性 與 人 類 生 活 (Biodiversity and human life) 環 境 變 遷 與 生 物 多 樣 性 危 機 (Environmental Change and Crisis of biodiversity) 氣 候 變 遷 (Climate change) 全 球 暖 化 (Global warming) 臭 氧 層 瓦 解 (Ozone depletion) 淡 水 匱 乏 (Freshwater decline) 沙 漠 化 (Desertification) 土 地 劣 化 (Land degradation) 生 物 多 樣 性 銳 減 (Biodiversity loss) 人 類 對 生 物 多 樣 性 的 衝 擊 (Human impacts on biodiversity) 生 物 多 樣 性 之 保 育 與 復 育 (Conservation and Restoration on biodiversity) 4

環 境 與 生 活 I: 地 球 物 質 之 組 成 楊 建 民 ( 致 遠 管 理 學 院 工 業 管 理 系 助 理 教 授 ) 課 程 目 標 : 本 課 程 是 藉 由 介 紹 地 球 相 關 的 環 保 議 題 引 發 學 生 對 環 境 與 生 活 學 習 動 機, 對 宇 宙 探 索 地 球 環 境 產 生 好 奇 與 興 趣, 強 化 學 生 我 們 只 有 一 個 地 球 之 觀 念, 進 而 能 以 實 際 的 行 動 去 愛 護 保 護 地 球 1. 知 曉 與 關 心 地 球 系 統 科 學 人 類 與 環 境 永 續 經 營 環 境 變 遷 與 天 然 災 害 等 相 關 議 題 2. 建 立 學 生 對 地 球 物 質 之 組 成 地 球 環 境 與 變 動 及 材 料 與 生 活 的 認 知 3. 讓 學 生 能 於 生 活 上, 運 用 所 學 知 識 及 技 術 實 踐 環 境 保 護 工 作 4. 建 立 學 生 能 從 巨 觀 的 宇 宙 及 自 然 環 境 角 度 觀 看 地 球, 體 悟 地 球 系 統 維 持 平 衡 的 微 妙, 進 而 能 珍 惜 生 命, 與 地 球 萬 物 共 存 共 榮 地 球 物 質 之 組 成 天 地 有 多 大 - 古 代 與 近 代 之 宇 宙 觀 從 外 太 空 看 地 球 地 球 之 起 源 地 球 之 大 小 與 構 造 地 球 礦 物 與 岩 石 5

環 境 與 生 活 Ⅱ: 地 球 環 境 與 變 動 楊 建 民 ( 致 遠 管 理 學 院 工 業 管 理 系 助 理 教 授 ) 課 程 目 標 : 從 地 球 科 學 的 觀 點 來 探 討 大 自 然 活 動 的 運 作 過 程 對 人 類 生 活 環 境 的 影 響, 討 論 人 類 活 動 對 地 球 環 境 的 衝 擊, 內 容 著 重 於 地 球 環 境 及 其 永 續 發 展, 期 望 藉 由 人 類 與 地 球 環 境 互 動 關 係 的 認 知, 讓 同 學 重 新 思 考 對 自 然 環 境 的 尊 重 及 因 應 之 道 地 球 的 起 源 與 適 合 生 命 發 展 的 條 件 地 球 環 境 變 遷 動 態 的 地 球 : 地 殼 變 動 侵 蝕 與 沈 積 水 循 環 生 物 演 化 地 表 能 量 循 環 古 氣 候 變 化 天 然 災 害 : 強 烈 風 暴 洪 水 山 崩 與 土 石 流 地 震 活 動 火 山 活 動 短 期 氣 候 變 化 人 類 活 動 對 地 球 環 境 的 影 響 : 空 氣 污 染 人 為 氣 候 變 化 水 污 染 放 射 性 廢 料 處 理 廢 棄 物 處 置 水 資 源 利 用 與 土 地 開 台 灣 島 民 與 自 然 資 源 關 係 的 演 進 地 球 環 境 永 續 發 展 之 策 略 : 環 境 變 遷 與 饑 荒 問 題 人 類 與 地 球 的 關 係 地 球 環 境 倫 理 6

環 境 與 生 活 Ⅲ: 材 料 與 生 活 楊 建 民 ( 致 遠 管 理 學 院 工 業 管 理 系 助 理 教 授 ) 課 程 目 標 : 瞭 解 材 料 在 人 類 文 明 進 步 上 所 扮 演 的 角 色, 我 們 現 今 能 活 得 舒 適 安 全 便 利, 與 材 料 的 改 良 改 善 有 著 密 不 可 分 的 關 係 (1) 材 料 科 學 : 新 材 料 的 尋 求 與 探 討, 以 及 研 究 材 料 內 部 構 造 的 科 學 (2) 材 料 工 程 : 透 過 對 材 料 方 面 之 認 識, 進 而 使 材 料 能 提 昇 為 社 會 所 需 產 品 之 技 術 材 料 與 人 類 文 明 : 1. 石 器 陶 器 青 銅 鐵 器 特 殊 材 料 2. 太 空 材 料 耐 超 高 溫 3. 電 子 工 程 超 導 體 4. 化 學 工 程 耐 腐 蝕 材 料 之 類 別 1. 金 屬 材 料 2. 陶 瓷 材 料 3. 複 合 材 料 4. 電 子 材 料 5. 高 分 子 材 料 智 慧 材 料 與 智 慧 生 活 環 保 材 料 奈 米 材 料 對 人 類 生 活 之 衝 擊 7

化 學 與 生 活 Ⅰ: 生 活 中 的 水 世 界 李 得 元 ( 嘉 南 藥 理 科 技 大 學 環 境 工 程 與 科 學 系 副 教 授 ) 生 活 中 到 處 都 有 化 學 的 蹤 影, 從 早 上 醒 來, 刷 牙 洗 臉 所 使 用 的 牙 刷 牙 膏 ; 生 米 煮 成 熟 飯 外 出 衣 飾 皮 鞋 等 等 均 含 蓋 著 許 許 多 多 的 化 學 反 應 或 概 念 在 其 中 因 此, 化 學 與 生 活 之 範 圉 是 相 當 廣 泛 的, 而 本 課 程 中 僅 就 生 活 中 的 水 世 界 生 活 中 的 化 石 燃 料 及 塑 膠 知 多 少 作 介 紹 生 活 中 的 水 世 界 沒 有 水 就 沒 有 生 命, 因 此, 水 與 生 活 是 相 關 連 的, 含 蓋 的 面 向 也 相 當 廣, 以 下 僅 就 水 資 源 水 與 生 活 水 污 染 及 節 約 用 水 作 簡 單 介 紹 (1) 水 資 源 地 球 的 起 源, 是 因 為 有 水, 水 存 在 地 球 的 位 置 及 其 間 的 變 化, 即 為 水 文 因 太 陽 的 照 射, 海 平 面 的 水 蒸 發 變 成 - 蒸 氣 雲 散 逸 在 大 氣 層, 又 因 氣 流 形 成 的 風 吹 至 山 區, 順 山 坡 而 上, 遇 冷 凝 結 成 水 滴, 下 至 地 面 而 成 雨 霜 及 雪, 存 在 於 山 上 的 湖 泊 水 庫, 順 著 溪 流 而 下, 終 回 到 大 海, 這 就 是 所 謂 的 水 文 變 化 水 利 用 自 然 的 力 量 在 陸 海 空 三 領 域 產 生 三 相 變 化, 留 在 陸 地 的 水 份 卽 是 好 用 的 資 源 : 水 在 高 山 的 水 庫 具 高 位 能, 可 以 用 來 發 電 供 應 民 生 及 灌 溉 用 水 ; 留 在 湖 泊 的 水, 可 用 以 養 殖 休 閒 觀 光 (2) 水 與 生 活 生 活 中 不 可 沒 有 水, 如 洗 衣 飲 食 盥 洗, 對 學 生 而 言, 飲 用 水 及 礦 泉 水 的 選 用 是 生 活 中 接 觸 最 多 的, 因 此, 本 小 節 將 介 紹 市 售 的 各 類 用 水 ; 另 外 也 探 討 水 費 問 題 (3) 水 污 染 水 的 用 途 及 重 要, 每 人 都 知 道, 但 是 使 用 過 後 會 變 成 污 水, 排 出 後 會 污 染 水 體, 造 成 環 境 及 生 態 破 壞, 本 小 節 將 由 四 周 圍 可 見 的 污 染 狀 況 為 起 頭, 介 紹 水 污 染 及 處 理 方 式, 以 建 立 保 護 環 境 維 護 水 資 源 的 觀 念 (4) 節 約 用 水 8

沒 水, 生 活 難 以 維 持 工 業 難 以 持 繼, 永 續 發 展 的 目 標 便 無 法 達 成 在 全 球 氣 候 變 遷 日 漸 暖 化 的 情 況, 水 資 源 缺 乏 日 益 嚴 重, 如 果 無 法 節 約 用 水, 缺 水 在 所 難 免, 因 此, 本 小 節 將 介 紹 日 常 生 活 用 水 的 正 確 觀 念, 以 建 立 愛 護 資 源 善 用 資 源 的 用 水 態 度 本 單 元 反 思 延 伸 作 業 : 檢 視 生 活 週 遭 之 水 污 染 情 形 ( 作 一 專 題 報 導, 內 容 齋 含 主 題 附 相 片 之 狀 況 說 明 及 個 人 感 受 ) 9

化 學 與 生 活 Ⅱ: 生 活 中 的 化 石 燃 料 李 得 元 ( 嘉 南 藥 理 科 技 大 學 環 境 工 程 與 科 學 系 副 教 授 ) 經 濟 快 速 成 長 的 結 果, 不 管 生 活 還 是 生 產 均 需 要 大 量 的 能 源, 能 源 的 來 源 由 第 一 次 的 工 業 革 命 的 煤 碳, 轉 成 目 前 的 化 石 燃 料, 但 據 統 計, 石 油 的 儲 量 已 近 四 十 年, 亦 即 總 有 用 完 的 一 天, 屆 時, 人 類 的 生 活 即 將 受 影 嚮, 因 此, 養 成 正 確 的 能 源 使 用 觀 念 及 態 度 是 相 當 重 要 的 本 節 即 將 針 對 能 源 的 種 類 能 源 的 危 機 再 生 能 源 及 能 源 之 開 源 節 流 作 簡 單 概 要 的 介 紹 (1) 能 源 的 種 類 本 小 節 將 由 平 日 生 活 到 處 可 見 的 能 源 物 質 介 紹 傳 統 能 源 的 種 類, 從 水 力 煤 碳 及 石 油 的 化 石 燃 料 核 燃 料 等 介 紹, 先 對 其 等 有 所 認 識, 進 一 步 即 可 了 解 能 源 與 生 活 的 關 係 (2) 能 源 的 危 機 大 量 使 用 化 石 燃 料 的 結 果, 造 成 空 氣 污 染 環 境 破 壞, 本 小 節 先 將 介 紹 化 石 燃 料 對 環 境 的 衝 擊, 也 提 醒 傳 統 能 源 的 危 機 (3) 再 生 能 源 既 然 傳 統 能 源 已 有 用 完 的 危 機, 對 於 能 源 之 開 源 節 流 是 勢 在 必 行 的 政 策, 本 小 節 先 將 針 對 可 作 為 開 源 的 再 生 能 源 的 種 類 及 願 景 做 介 紹 再 生 能 源, 顧 名 思 義 是 可 再 生 的 源 源 不 斷 的 產 出, 不 會 因 使 用 而 耗 竭, 太 陽 能 是 最 熟 悉 的 一 種, 因 太 陽 能 而 引 起 的 風 力 水 力 及 生 質 能, 另 有 地 熱 與 海 洋 能 (4) 能 源 之 開 源 節 流 雖 然 温 室 效 應 是 因 大 量 使 用 傳 統 能 源 而 產 生 過 量 二 氧 化 碳, 減 少 能 源 之 使 用, 固 然 可 達 節 能 減 碳, 但 提 升 能 源 的 使 用 效 率 亦 是 節 流 的 絕 佳 方 法, 除 外, 本 節 亦 將 介 紹 開 源 節 流 的 新 科 技 本 單 元 反 思 延 伸 作 業 : 每 天 生 活 中, 個 人 會 用 到 那 些 能 源? 節 能 或 耗 能?( 作 一 專 題 報 導, 內 容 齋 含 主 題 附 相 片 之 狀 況 說 明 及 個 人 感 受 ) 10

化 學 與 生 活 Ⅲ: 塑 膠 知 多 少 李 得 元 ( 嘉 南 藥 理 科 技 大 學 環 境 工 程 與 科 學 系 副 教 授 ) 數 次 的 工 業 革 命, 除 了 能 源 的 改 變 外, 另 一 重 大 變 革 即 是 材 料, 農 業 時 代 所 採 用 的 材 料 大 部 均 來 自 農 作 產 物, 第 一 次 的 工 業 革 命, 加 入 了 鋼 鐵 材 料 ; 第 一 次 的 工 業 革 命, 則 以 石 油 取 代 煤 碳, 同 時 也 開 始 以 塑 膠 取 代 大 量 的 鋼 材, 如 今 在 生 活 週 遭, 處 處 可 見 塑 膠 的 踪 跡, 塑 膠 的 存 在, 本 是 層 層 化 學 轉 化 的 結 果 因 此, 本 節 將 分 別 針 對 塑 膠 的 種 類 塑 膠 與 生 活 塑 膠 與 環 境 及 塑 膠 的 回 收 再 利 用 逐 一 作 介 紹 (1) 塑 膠 的 種 類 到 處 可 見 的 塑 膠, 是 怎 麼 來 的, 為 何 那 麼 多? 而 他 們 又 分 別 做 不 同 的 用 途, 如 何 區 分? 如 果 不 是 化 學 化 工 背 景 者, 實 難 辨 別, 因 此, 本 節 將 介 紹 塑 膠 的 由 來 及 種 類 (2) 塑 膠 與 生 活 有 了 塑 膠 的 基 本 認 識, 接 著 將 介 紹 市 面 常 見 的 塑 膠 產 品, 讓 同 學 了 解 塑 膠 在 生 活 中 所 扮 演 的 角 色 從 早 上 醒 來 即 開 始 接 觸, 白 天 至 晚 上, 無 時 無 刻 的 跟 在 身 旁, 怎 可 不 知? (3) 塑 膠 與 環 境 大 量 使 用 塑 膠 的 結 果, 對 環 境 的 衝 擊 又 是 什 麼? 埋 了 十 年 的 塑 膠 袋 被 挖 出 後, 仍 包 著 綠 色 菜 葉 暴 斃 的 烏 龜 內 臟 有 不 能 消 化 的 塑 膠 塊, 這 代 表 了 什 麼? 本 節 將 介 紹 使 用 塑 膠 後 對 環 境 的 衝 擊 (4) 塑 膠 的 回 收 再 利 用 人 類 對 塑 膠 的 使 用 量 那 麼 多, 而 自 然 環 境 又 無 法 將 丟 棄 的 塑 膠 分 解, 長 久 下 來, 地 球 將 會 被 塑 膠 淹 蓋, 因 此 如 何 正 確 地 使 用 塑 膠 及 其 回 收 方 式 將 是 本 節 介 紹 重 點, 同 時 亦 將 介 紹 回 收 後 再 製 的 產 品 本 單 元 反 思 延 伸 作 業 : 在 一 天 的 生 活 中, 自 己 個 人 應 用 塑 膠 的 情 形 ( 作 一 專 題 報 導, 內 容 齋 含 主 題 附 相 片 之 狀 況 說 明 及 個 人 感 受 ) 11

物 理 與 生 活 Ⅰ: 認 識 電 磁 場 李 中 傑 ( 真 理 大 學 通 識 教 育 學 部 助 理 教 授 ) 磁 場 給 人 一 種 莫 名 的 神 秘 感 甚 至 在 當 今 的 日 常 生 活 中, 每 當 遇 見 一 種 難 以 解 釋 的 自 然 現 象, 無 論 這 現 象 是 實 際 的 存 在 或 僅 是 穿 鑿 附 和 的 民 間 傳 聞, 對 這 自 然 界 的 神 秘 力 量 往 往 都 喜 歡 冠 上 磁 場 的 稱 號 仿 佛 現 代 科 學 所 能 解 釋 的 最 大 漏 洞 就 在 磁 場 之 上, 有 了 它, 在 反 撲 現 代 科 學 成 就 的 對 抗 上 便 立 於 永 不 敗 陣 之 地 一 般 本 單 元 的 三 個 講 題, 旨 不 在 於 去 駁 斥 這 些 看 法 觀 點, 而 是 要 強 調 正 是 對 這 磁 場 的 認 識, 讓 我 們 當 今 的 生 活 形 式 變 得 如 此 不 同 為 正 確 地 了 解 磁 場 的 特 性, 我 們 便 不 能 拋 開 電 場 的 存 在 而 電 場 與 磁 場 這 兩 種 原 本 分 立 的 現 象, 也 因 厄 斯 特 與 安 培 於 1820 年 陸 續 發 現 電 流 附 近 的 磁 針 偏 移 現 象, 正 式 聯 繫 起 電 與 磁 的 關 聯 性 研 究 法 拉 第 的 電 磁 感 應 定 律 告 訴 我 們 電 場 與 磁 場 間 如 何 的 交 互 感 應, 藉 此 我 們 有 發 電 機 與 變 壓 器 等 等 的 應 用 追 隨 法 拉 第 的 腳 步, 馬 可 士 威 更 是 將 所 有 的 電 磁 現 象 歸 結 到 四 個 方 程 式, 即 著 名 的 馬 克 士 威 方 程 式, 從 中 我 們 可 推 知 電 磁 波 的 存 在, 且 我 們 所 見 的 可 見 光 亦 是 電 磁 波 的 一 小 波 段, 這 無 疑 是 十 九 世 紀 物 理 學 的 一 大 成 就, 也 是 人 類 邁 向 理 解 大 自 然 的 一 大 步 本 週 我 們 就 對 此 電 磁 理 論 做 一 基 本 的 介 紹, 特 別 將 著 重 於 安 培 之 後 的 理 論 發 展 概 況 十 九 世 紀 的 物 理 問 題 電 流 對 磁 場 的 影 響 法 拉 第 的 電 磁 感 應 定 律 古 典 電 磁 理 論 的 集 大 成 馬 克 士 威 方 程 式 12

物 理 與 生 活 Ⅱ: 大 自 然 中 的 電 磁 現 象 李 中 傑 ( 真 理 大 學 通 識 教 育 學 部 助 理 教 授 ) 雷 光 閃 電 肯 定 是 我 們 人 類 很 早 便 觀 察 到 的 大 自 然 現 象, 但 從 現 象 的 描 述 到 能 夠 理 解 它 的 發 生 由 來, 其 所 歷 經 的 時 間 若 與 人 類 文 明 的 歷 史 相 比 僅 不 過 是 不 久 前 的 過 去 事 實 上, 直 到 十 八 世 紀 中 葉 的 富 蘭 克 林 風 箏 實 驗, 人 們 對 電 磁 現 象 的 理 解 才 能 夠 以 較 穩 健 的 步 伐 踏 上 研 究 之 路, 而 整 個 古 典 電 磁 理 論 也 要 到 十 九 世 紀 中 葉 才 趨 於 完 整 本 週 我 們 要 回 到 富 蘭 克 林 的 風 箏 實 驗, 以 現 今 對 電 磁 理 論 的 理 解 來 解 釋 閃 電 的 原 由 接 著, 我 們 會 探 討 存 在 於 地 球 上 的 磁 性 物 質, 這 些 磁 性 物 質 若 依 其 所 帶 磁 場 的 特 性 來 分 類 可 分 為 : 反 磁 性 順 磁 性 與 鐵 磁 性 物 質, 藉 此 機 會 我 也 會 向 大 家 介 紹 當 今 我 們 對 這 些 磁 性 物 質 的 理 解 最 後, 我 們 要 回 到 另 一 個 古 老 的 問 題 地 球 有 如 一 個 大 磁 鐵 地 球 真 的 像 一 個 大 磁 鐵 嗎? 那 這 個 大 磁 鐵 的 磁 場 又 是 從 哪 來? 而 我 們 所 熟 悉 的 美 麗 極 光 與 地 球 磁 場 又 有 何 關 係? 大 氣 中 的 電 磁 現 象 閃 電 大 地 上 的 磁 性 物 質 地 球 的 磁 場 及 其 由 來 極 光 13

物 理 與 生 活 Ⅲ: 生 活 中 的 電 磁 應 用 李 中 傑 ( 真 理 大 學 通 識 教 育 學 部 助 理 教 授 ) 電 磁 理 論 經 過 十 九 世 紀 的 摸 索 與 發 展, 其 應 用 已 一 步 步 地 潛 入 二 十 世 紀 的 日 常 生 活 從 早 先 的 電 燈 到 現 在 普 及 於 一 般 家 庭 中 的 電 腦, 從 電 報 到 你 我 手 中 以 無 線 電 波 傳 遞 的 手 機 等 等... 相 信 只 要 歷 經 一 段 時 間 的 停 電 意 外, 你 我 必 定 不 難 感 受 到 日 常 生 活 中 電 磁 理 論 的 應 用 廣 泛 而 在 眾 多 的 應 用 之 中, 本 週 我 們 將 從 核 磁 共 振 (nuclear magnetic resonance, NMR) 說 起 此 核 磁 共 振 是 利 用 帶 有 磁 性 的 原 核, 將 其 置 於 強 磁 場 之 中 並 外 加 一 個 電 磁 波 脈 衝, 當 這 外 加 的 電 磁 波 脈 波 頻 率 正 好 符 合 此 磁 核 的 共 振 頻 率 時, 則 此 磁 核 將 會 吸 收 此 電 磁 波 脈 衝 的 能 量 並 再 將 此 能 量 以 輻 射 的 形 式 放 射 出 去, 藉 此 輻 射 我 們 可 探 知 此 原 核 的 磁 性 質 接 下 來, 我 們 將 介 紹 這 核 磁 共 振 的 一 些 重 要 應 用, 包 括 常 用 於 醫 療 診 斷 顯 影 的 核 磁 共 振 顯 影 核 磁 共 振 的 發 展 核 磁 共 振 的 基 本 理 論 核 磁 共 振 光 譜 核 磁 共 振 的 應 用 14

科 技 與 生 活 I: 科 技 發 展 與 生 活 (Technology and Life -I: Technical development in our life) 周 德 明 ( 遠 東 科 技 大 學 電 腦 應 用 工 程 系 副 教 授 ) 相 對 宇 宙 的 年 齡, 人 類 的 科 技 文 明 不 過 是 一 瞬 間, 但 是 在 這 一 段 的 科 技 發 展 史 中, 人 類 可 以 在 地 面 奔 馳 遨 遊 在 天 際 悠 遊 在 海 中 以 及 踏 上 了 月 球, 這 一 切 的 進 步 也 不 過 短 短 數 千 年, 尤 其 是 近 百 年 的 科 技 進 展 更 是 神 速, 科 技 帶 來 的 生 活 的 便 利, 卻 也 逐 步 帶 來 了 災 難, 我 們 要 如 何 了 解 科 技 並 且 愛 護 這 個 的 地 球, 這 是 個 在 科 技 發 展 中 所 需 慎 思 的 課 題 中 國 科 技 發 展 史 西 洋 科 技 發 展 史 醫 療 科 技 的 發 展 軍 事 科 技 的 發 展 通 訊 科 技 的 發 展 電 腦 科 技 的 發 展 明 天 過 後 這 部 電 影 給 我 們 的 省 思 15

科 技 與 生 活 Ⅱ: 能 源 與 生 活 (Technology and Life -I: Energy and life) 周 德 明 ( 遠 東 科 技 大 學 電 腦 應 用 工 程 系 副 教 授 ) 人 類 在 生 活 中 使 用 了 大 量 的 能 源 來 維 持 每 日 的 作 息, 但 是 能 源 從 哪 裡 來? 有 些 能 源 是 有 限 的, 如 : 石 油 媒 鈾 瓦 斯 等, 但 是 有 些 卻 是 源 源 不 絕, 如 太 陽 能 風 能 地 熱 等 我 們 如 何 使 用 這 些 能 源 來 維 繫 各 項 機 具 與 設 備 的 運 作, 我 們 又 是 如 何 將 能 源 有 效 的 轉 換 與 運 用, 這 都 是 我 們 需 要 瞭 解 的 課 題 地 球 只 有 一 個, 能 源 也 是 有 限 的, 過 度 的 使 用 勢 必 造 成 地 球 的 暖 化 更 形 嚴 重, 愛 地 球 就 更 應 節 約 能 源 能 源 的 分 類 與 來 源 太 陽 能 的 應 用 風 力 能 的 應 用 水 力 能 的 應 用 核 能 的 應 用 電 能 與 磁 能 的 應 用 節 約 能 源 提 升 能 源 效 率 與 環 境 保 護 新 能 源 的 開 發 16

科 技 與 生 活 Ⅲ: 探 索 外 太 空 (Technology and Life - Ⅲ : The exploration of outer space) 周 德 明 ( 遠 東 科 技 大 學 電 腦 應 用 工 程 系 副 教 授 ) 宇 宙 浩 瀚 無 涯, 地 球 存 在 有 如 沙 灘 中 的 一 粒 砂, 還 有 許 多 空 間 是 我 們 未 知 的 領 域, 縱 使 人 類 的 飛 行 史 也 不 過 只 有 百 餘 年, 但 是 卻 早 已 將 我 們 探 索 外 空 的 夢 送 出 太 陽 系, 藉 由 科 技 的 快 速 發 展, 探 索 外 太 空 尋 找 到 未 知 的 文 明 將 是 指 日 可 待 人 類 飛 行 百 年 史 藍 星 從 外 太 空 看 地 球 我 們 的 月 球 太 陽 系 的 介 紹 認 識 哈 伯 望 遠 鏡 阿 波 羅 登 月 計 畫 火 星 的 探 測 旅 行 者 太 空 船 土 星 的 探 測 卡 西 尼 土 星 探 测 器 太 陽 系 的 探 測 水 手 太 空 船 外 星 人 到 訪 地 球 17