咪咪-愛書的女孩

《百變博士1：變化萬千的光》






第一套不講公式，一看就懂的兒童科普書！



最適合當作銜接教材的科普叢書

本系列可配合國小、中年級「自然與生活科技」課程，既可作為理化科和生物科打下紮實基礎的參考書，書中的小實驗更可以當作學校老師上課的好教材！



書未附隨堂測驗，不但能即時檢視實力，更能增強實力，讓你IQ大躍進！

直走的光會轉彎

蘋果的光會反射

神祕的光有好多祕密



眼鏡凹凸大不同？

阿公的老花眼鏡鏡面是凸的，那為什麼我的近視眼鏡是凹的呢？原來一切都是光的折射在作用！你有發現嗎？當近視度數越高時，帶的眼鏡也會跟著變厚。為了你的眼睛著想，看電視三十分鐘就要休息一次喔！



百萬博士之光大變身！

大家好，我是光。用專業角度而言，我叫做「可見光」。

也就是人們能用肉眼看到的光。

那也就是說，還有人們無法用肉眼看到的光囉？

當然，日後我們再為大家介紹我的那些朋友。

我的名字叫做魯米，這個名字正適合我。

在拉丁語中「lumi」就是光的意思。

而且叫起來也很順口，總之，我對我的名字非常滿意。

從現在開始，就讓魯米為大家打開光之世界的大門吧，請大家睜大眼睛，豎起耳朵哦。



系列特色



百變博士大變身，教你如何動手做實驗。

學會理論，人人都是小小科學家。

藉由詼諧幽默、博學多才的角色──百變博士，帶領讀者了解各項生物、物理科學等知識。深入淺出的敘述方式帶入主題，並輔以簡單的小實驗說明原理，透過富有美術感的趣味插圖瞭解科技時事，輕鬆漫畫加深讀者對於內容的印象。

本系列以「生活科學」的概念為主題，除了能將讀者與科學的距離拉近，進而產生親切感外，也彰顯出科學與生活的密不可分，「物質組成科學，而科學造就生活。」。

這就是百變博士系列名的由來。

李偉文 親子教育專家 系列推薦！

高中物理地科老師朱晉杰

《地理課沒教的事: 用Google Earth大開眼界》作者 廖振順 老師

「米蘭老師的生物日記」 張嘉宏（米蘭）老師

動手玩科學──創意科學實驗室梅期光 老師

高雄市陽明國中謝甫宜 老師

台南市大成國中教師 蔡智恆 老師



整個光學研究的發展，左右著人類科學史的光明面，研讀這本圖文兼備的光學專書，保證你靈光一現，並成為「光之達人」，接著在科學學習路上發光發亮，成為目光的焦點。

──新北市立安康高中朱晉杰老師



「變化萬千的光」用有趣的插圖與文字告訴我們有關光的大小事。讓我們不只『光說不練』，好好認識他吧！

──部落格『自然小蔡一盤』作者、台南市大成國中教師蔡智恆

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  作者介紹

  
  
  
  
  
  吳彩環
  
  曾於韓國西江大學物理系攻讀鐳射學，後又於韓國東國大學攻讀科學哲學。現任京畿大學輔修學部外聘教授，主講科學與數學，同時於成均館大學研究院進行教學研究工作。著有作品《原理和概念之科學國度》、《芝諾之理論故事》等。
  
  繪者簡介
  
  洪元標
  
  曾於韓國的檀國大學和弘益大學學習水墨畫。座右銘：在平凡的生活中尋找光點，然後將之賦予繪畫。繪畫作品有《滾向大海的鯨魚石》、《日本體驗記事》等。
  
  審閱者簡介
  
  梅其光
  
  國中自然與生活科技領域退休教師、台灣拜耳公司志工日科學教學顧問、小天下「未來少年」月刊梅老師科學教室專欄編寫、受邀國中、小學校擔任科學實作教學講師及科學研究指導、著有《認識科展的第一本書──科展完全攻略》。
  
  
  
  

百變博士1：變化萬千的光－目錄導覽說明

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  光的到底是什麼？
  
  五顏六色的光
  
  光的速度
  
  各式各樣的光
  
  光的波粒二象性
  
  
  
  光是怎樣形成的？
  
  光的形成
  
  熱發光
  
  放電發光
  
  
  
  光是如何傳播的？
  
  直線傳播的光
  
  光的反射
  
  物體可視原理
  
  光折射的應用--鏡子。
  
  
  
  光怎樣才能彎曲？
  
  光的折射
  
  折射的原理
  
  光折射的應用--鏡片
  
  分解出各種顏色的光
  
  分散的光
  
  結尾
  
  小小百科
  
  作者語
  
  

作者序



神祕而令人驚歎的光



由於光的具有種種神奇的特性，在很久以前，光一直都是人們崇拜的物質。光給我們帶來了萬物，並給予我們真視之能，對我們有著養育和饋食之恩。但它又是那樣的羞澀，輕輕地來，不讓任何人觸摸；而且它又是那樣的沉默，輕輕的走，不帶走一片雲朵。儘管人們熱切的想要親近它，都無法解開它的全部面紗。不得不感到遺憾的是，自從340年前，牛頓闡明了光的本質之後，至今，有關光的研究進展一直非常的緩慢。



回顧光的研究史，科學家們前仆後繼的在未知的光之路上摸索著。雖然也有著許多意料之外的偶然收穫，但因為錯誤理論而失敗的教訓卻是數不勝數的。儘管如此，科學家們從未放棄，一直從失敗中汲取前進的力量，為了新一輪的研究課題而不停地抖擻著精神。

如今，有關光的研究一直在如火如荼地進行著。雖然在夏日裡飛舞的螢火蟲的發光原理被揭開還不足10年，用光來誘捕獵物的深海生物被發現還不足5年。但現在已經出現了很多簡單的照明設備，例如電燈、螢光燈、手電筒、LED等等，但我們不能鬆懈，對光要時刻保持著好奇之心，對於光的求知之心也要持之以恆。



我們對光的瞭解還太少，還有很多未知的問題等待著我們去解答。特別是光的「波粒二象性」的真實性仍在研究之中。但是解決一個問題就會收穫一份喜悅，收穫一份喜悅又會衍生新一輪的問題。各位小朋友們，你們是不是也要在光的求知之路上接受一份挑戰呢？



──吳彩環

光的實質到底是什麼？

光在宇宙誕生之時就產生了。

但是，由於光是抓不到摸不著的東西，所以對於光的研究，相對來說是比較困難的。

因此，科學家真正瞭解光的本質至今還不足400年。

科學家們究竟瞭解了什麼？光又到底是什麼呢？

五顏六色的光

很久以前，人們曾經以為光很神奇。但現在人們好像對光的瞭解喪失了興趣，而且連感恩之心都沒有。為什麼要感恩？那是因為有光存在，人們才能看到這美麗的世界啊。如果沒有光的話，世界將會一片黑暗，人們什麼都看不見，也就變成了名符其實的「睜眼瞎子」。

也正是因為有光，人們才能辨別出物體的顏色和形狀。但是人們卻把眼睛能看到物體的能力看作是理所當然。就像是人們明明知道需要空氣才能呼吸，卻不知道對空氣抱有感恩之心一樣。儘管如此，我還是希望大家從此刻起，找回對光的興趣，認真聽講，我現在就告訴大家一個關於光的小祕密。

可見光是由各種顏色組合而成的混合光。

人們總是認為可見光是一種白色的光線。但實際上，可見光並不是單純的白色。而是由各種顏色組合而成，但最終形態為白色罷了。可見光同樣也可以分解出各式各樣的顏色，也正是因為如此，大家才能看到這個五顏六色的世界。

與其說我是白色光，不如說我是透明色的。但由於很久以前，人們就認為我是白色的，所以至今人們依然稱我為「白色光」。

西元1666年，英國科學家牛頓，將透過玻璃窗縫隙射進來的光，通過三稜鏡進行測試。陽光通過三稜鏡後分解出像彩虹一樣五顏六色的光芒，因此，牛頓通過此次測試得出了陽光是由各種顏色組合而成的混合光。

因為可見光可以被人們實實在在的看到，所以誰都知道我的存在。但除此之外，還有很多種類的光。例如伽馬射線、X射線、紫外線、紅外線、無線電波等都是屬於我們光的家庭中的成員。這些兄弟們與我不同的是，它們是無法被肉眼看到的。讀到這裡，可能有人會問：肉眼看不到，還能算是光嗎？當然，大家也可以有這樣的想法。因為就連那些專業的科學家們在研究發現我的這些兄弟們時，也花費了很長的時間呢。

我和我的兄弟們雖然名字和性格都有所不同，但卻也有著共同點。我們與我們性質差不多的聲音一樣，需要有空氣、水等媒介存在才能夠傳播。但是，我們光還有一個最大的特質，那就是可以在完全真空的環境下傳播。

光能到達任何地方，任何光的速度都相同。光的速度為每秒30萬公里。

用更精確的方式來表現的話，我們光在真空中可以每秒以2，9979，2458公尺的速度傳播。也就是說，我們1秒可以圍繞地球轉一圈半，很厲害吧？我不是在吹牛，地球上還沒有比我們更快的事物了。

但是，為什麼只在真空中呢？那是因為光在通過不同的物質時，速度會有所不同。光在空氣或是水中的傳播速度要比在真空中慢上少許，因此，光的速度標準被定在了真空的環境之下。

還有，我們光在同樣的媒介中傳播時的速度始終保持均速，所以，人們稱我們光的速度為不變的。

人物：30萬公里我只需要1秒，而火車需要42天，飛機需要14天。有了東西比較，現在你該知道我有多快了吧？

光的速度雖然相同，但波長卻長短不一。伽馬射線的波長最短，而無線電波的波長卻最長。那麼什麼是波長呢？這個很容易理解。我們用海水來舉例說明一下。我們光傳播時的形態跟海水運動時的形態類似。海水中經常起海浪，而且海水表面也總是在海浪的波動中移動。

波長就是像這樣的波浪在反復波動時的固定距離。也就是說每個波浪頂部之間的距離就是波長。

但是就跟大海中翻騰著大浪和小浪的道理一樣，光的波長也有所不同。所以只要觀測波長的長度就能分辨出光的種類了。