序章

生活中充滿了「單位」！ 8

「定律」與「原理」是自然界的規則 10



一、世界通用的基本單位

「公尺」以光的前進距離為基準 14

「公斤」以光的能量為基準 16

「秒」由銫原子決定 18

「安培」取決於電子的流動量 20

表示絕對溫度的「克耳文」 22

「莫耳」表示的是龐大粒子數 24

「燭光」是顯示光源亮度的指標 26

Coffee Break mega與giga是什麼意思 28



二、組合基本單位的「導出單位」

「赫茲」是波每秒振動的次數 32

能量單位「卡」與「焦耳」 34

表示作功效率的「瓦特」 36

「牛頓」表示使物體加速的力 38

表示壓力強度的「帕斯卡」 40

角度單位「弧度」與「球面度」 42

顯示推動電流作用的「伏特」 44

「歐姆」表示電流不易通過的程度 46

表示磁通量強度與密度的「韋伯」與「特士拉」 48

表示光通量的「流明」，表示照度的「勒克斯」 50

Coffee Break 源自於科學家名字的導出單位 52



三、不同於國際單位的「特殊單位」

地震時使用的「震度」與「規模」 56

表示資訊量的「位元」與「位元組」 58

表示宇宙距離的三種單位 60

表示酸鹼度的「pH」 62

表示聲音變化的「分貝」 64

表示鑽石質量的「克拉」 66

測量血壓時使用的「毫米汞柱」 68

還有很多特殊單位 70

Coffee Break 古代用人體測量長度 72



四、運動與波，電與磁的定律

伽利略發現的「自由落體定律」與「單擺的等時性」 76

牛頓第1運動定律「慣性定律」 78

牛頓第2運動定律「運動方程式」 80

牛頓第3運動定律「作用力與反作用力定律」 82

說明彈力作用的「虎克定律」 84

從光波與聲波中發現的「反射定律」與「折射定律」 86

Coffee Break 足球中出現的3 大運動定律 88

表示電流、電壓、電阻關係的「歐姆定律」 90

說明電器產品為什麼會發熱的「焦耳定律」 92

顯示電流與磁場相關性的「安培定律」 94

運用3根手指的「弗萊明左手定則」 96



五、近代物理學與宇宙定律

愛因斯坦的「光速不變原理」 100

奠定廣義相對論的「等效原理」 102

從狹義相對論導出的「E=mc^2」 104

Coffee Break 成為相對論起點的「伽利略相對性原理」 106

「動量守衡定律」讓火箭飛向宇宙 108

「角動量守恆定律」說明高速旋轉的原理 110

說明能量來源的「能量守恆定律」 112

變得均質化的「熵增原理」 114

Coffee Break 微觀的世界裡，就連原理也變得「曖昧」？ 116

說明行星運動的「克卜勒定律」 118

牛頓發現的「萬有引力定律」 120

從物體的顏色就能得知溫度的「維恩位移定律」 122

發現宇宙膨脹的「哈伯?勒梅特定律」 124



六、化學與生物學的定律

顯示氣體體積與分子數量關係的「亞佛加厥定律」 128

顯示氣體行為的「波以耳?查理定律」 130

說明遺傳機制的「孟德爾氏定律」 132

顯示族群內基因頻率的「哈溫定律」 134

顯示神經細胞興奮狀態的「全有全無律」 136

Coffee Break 未能充分介紹的其他定律 138



附錄

十二年國教課綱學習內容對照表 142