과학 이야기

2. 公尺 最初定義：地球南北極方向的地球周長之1/4000萬 現行定義：真空中的光在約1/30億秒內行進的距離 變更原因：實際測量結果的誤差、標準原器的微小變化 3. 公斤 最初定義：4度C時1公升水的質量 現行定義：以普朗克常數重新定義 變更原因：會因壓力條件而異。標準原器的微小變化 4. 安培 最初定義：真空中相距1公尺的兩導體間 所施加的力為基準來定義 現行定義：以電子所帶的基本電荷重新定義 變更原因：實現上的困難 5. 克耳文 (攝氏溫度 + 273.15) 絕對零度變成-273.15度是因為查理定律計算出 分子運動消失的區間 最初定義：水的冰點(0度)、沸點(100度)的1/100 二次定義：以水的標準點為基準 現行定義：以波茲曼常數重新定義 變更原因：會因同位素比例而變

這是國際單位制的名稱， 在制定公尺制時，發言權最強的 法國語的縮寫，因此也稱為 SI 單位。 公尺制共定義了 7 種度量衡。 秒、公尺、公斤、安培（電流）、克耳文（溫度）、 莫耳（物質的量）、燭光（亮度） 不過，最初的定義被發現有許多誤差， 最近更改了標準並重新定義。 因為，如果想遵守最初的定義， 現今使用的習慣性度量衡將會徹底改變。 所以，選擇在維持現今使用的度量衡的同時， 以絕對不會改變的基準重新定義。 目前重新定義的標準因為數字標記太長， 僅提示基準，不標示精確數字。 1. 秒 最初的定義：以地球 1 次自轉時間（一天）為基準的 1/86400 目前的定義：以銫 133 的振動數為基準重新定義 變更理由：因月球的引力，地球自轉時間會微幅變慢 （同週期自轉時說明的內容）

倒茶的時候，有沒有遇過茶水從茶壺嘴沿著邊緣流下來，弄髒地板的經驗呢？這個看似單純的失誤，其實是流體力學中有名的難題之一——「茶壺效應（Teapot Effect）」 這是由於液體想附著在表面的「表面張力」，以及想要前進的「慣性」互相較勁所造成的。因為流體的速度和壺嘴曲面周圍的微小壓力變化，導致液體無法落下，反而沿著外壁逆流而上。 就連世界級的物理學家們，也為了從數學上闡明這個日常的不便，建立了複雜的方程式，並持續研究了近70年。這可以說是，在看似微不足道的現象中，蘊藏著高深的流體力學。

上次介紹了氣象學上的季節定義， 這次要介紹一個差點進入秋天的城市。 從氣象廳的連結來看，東豆川從9月9日起 日平均氣溫降至20度以下， 但實際上用Excel 計算9天的移動平均值的話 日期 平均氣溫 移動平均 6 21.8 19.97 7 21.8 19.58 11 18.0 20.12 雖然6日至14日的移動平均值 達到了20度以下… 但從17日起平均氣溫開始持續升高， 11日至19日的移動平均值 又開始重新超過20度。 如果沒有持續回暖的話，差點就在6日宣布了， 但之後天氣持續變暖而推翻了這個判斷。 氣象廳的標準是降到20度以下， 並且不再超過20度的時候才算， 所以，離秋天還很遙遠…

你知道嗎？有一種「乾水（Dry Water）」，即使把手放進去也不會濕。 乾水成分有 95% 是真的水，但外觀呈現白色粉末狀。這是因為微小水滴的表面被二氧化矽（沙子的成分）奈米粒子包覆，使得水滴不會互相聚集，反而會互相彈開。 用手觸摸也不會沾到任何水分，但它卻擁有比液體吸收氣體速度快上極多的獨特化學性質。 這種乾水，因為能有效捕捉二氧化碳以阻止氣候變遷，或是能安全地儲存、運輸危險化學物質，因此被視為備受矚目的未來型環保材料。

長期以來被認為是中餐症候群的原因，雖然經過研究，但並未證實味精（MSG）有毒性。 反而只證明了它比鹽更安全。 - 鹽與味精的毒性比較 毒性的代表數值是LD50， 這是指動物實驗中，實驗組一半動物死亡時的 投藥量（每公斤體重）。 鹽：3g，味精：19.9g（對1公斤老鼠投藥時） 也就是說，味精的危險性是鹽的1/6.6。 但是，鹽之所以不被視為毒藥， 是因為對於一個60公斤的成人來說，一次必須攝取180克才會死亡， 而實際上並不會有如此大量的攝取。 味精的使用量比鹽更少， 因此在毒性方面反而更安全。 - 名店高湯與味精的關係 許多店家宣稱不使用味精， 而是將肉、蔬菜、海鮮等放入水中熬煮製成高湯。 但這在化學上來說，其實就是製造味精的過程。 實際的調味料工廠也是進行相同的作業。 唯一的差別是，高湯熬煮完就結束了， 而味精則會經過濃縮並製成粉末的過程。

您知道嗎？即使是世界上最堅硬、看似永恆的鑽石，也會燃燒殆盡並消失在空氣中。 18世紀的化學家安托萬·拉瓦錫（Antoine Lavoisier）利用巨大的放大鏡聚集陽光，加熱密閉容器中的鑽石。 實驗結果顯示，鑽石毫無痕跡地燃燒殆盡，容器中只剩下二氧化碳。這揭示了一個偉大的化學事實：鑽石與石墨或鉛筆芯一樣，都是「純碳」。 因此，象徵永恆愛情的寶石，實際上只是一塊遇到火焰就會變成氣體飛散的碳塊。

週期表：將元素依化學特性整理的表格 族：週期表的縱行，具有相同的化學特性 週期：週期表的橫行，具有相同的電子層數 八隅體規則：最外層電子軌域填滿8個電子時為最穩定的規則。 但從出現過渡金屬的第4週期開始，最外層軌域會擴展至18電子規則。 軌域：解釋週期表形狀的理論。 每個軌域最多可填入2個電子。 第一週期：僅有1s軌域，最多容納2個電子。僅有H、He兩種元素。 第二、三週期：具有s(2)p(6)共8個價電子。 第四、五週期：具有s(2)p(6)d(10)共18個價電子。 第六、七週期：具有s(2)p(6)d(10)f(14)共32個價電子。

我們每天呼吸的氧氣，是無色無味、肉眼看不見的氣體。但如果將氧氣冷卻至零下183度以下，使其變成液體狀態，就會呈現出鮮明的淡藍色。 更令人驚訝的是，液態氧竟然會被「磁鐵」吸引。這是因為氧氣分子內部的單電子形成了特殊的結構，因而帶有磁性。 將液態氧在強力磁鐵之間流過，就能看到它懸浮在空中並牢牢吸附在磁鐵上的奇妙現象。 原來，這個因為總在我們身邊而顯得平凡的氣體，實際上是個蘊含著藍色光澤與磁性的反轉化學物質。

宇宙中最冷的地方是距離地球5,000光年的「環狀星雲」（Booomerang Nebula）。這裡的氣溫是攝氏零下272度，僅比所有分子運動停止的絕對零度高1度。 有趣的是，這座星雲比大爆炸殘留的餘熱「宇宙微波背景輻射」的溫度（攝氏零下270度）還要冷。換句話說，它是一個比宇宙空間本身更寒冷的、自然狀態下無與倫比的冷凍庫。 造成這種極度寒冷的原因是，星雲中心的垂死恆星正以每秒164公里的驚人速度噴發氣體並膨脹。根據絕熱膨脹原理，氣體瞬間冷卻，形成了宇宙中最獨特的極寒之地。