STEAM人物:湯博士的【物理課】

[2020.05.18] 發表
為什麼雀鳥玩具在湯博士手上不會跌下來?為什麼飛機可以飛?原來全都與物理有關,你有興趣知道原因嗎?
想像這是鹽粒,藍色的是原子,小小的鹽粒,原來由很多原子構成呢!
《星星、原子與人》(Stars, Men and Atoms)
玩具當中藏有不少物理知識。兩人手持圖中的小玩意,然後經手指(圖1)或石墨(鉛筆筆芯成分,圖2)接觸對方,小玩意就會通電發光。因為石墨和人都是導電體,接觸令兩人形成電路,人體內的電流可以在電路流竄。圖3兩人手指不再接觸,電路斷開所以小玩意不再發光。圖4中兩人接觸的是不導電的筆桿,所以電流不能傳到對面。
平衡鳥

【明報專訊】在電視節目深入淺出、生動有趣地講解物理原理的湯兆昇博士,在小學開始與物理結緣,中學時興趣更濃厚,及後在大學選讀物理,至完成學士、碩士、博士課程,並任職大學物理系高級講師。他不單教大學生,也通過不同渠道向普羅大眾講解物理知識。究竟物理是什麼?又因何引起湯博士的興趣呢?

■湯兆昇博士小檔案

職業:香港中文大學物理系高級講師,兼任理學院科學教育促進中心副主任

學術專業:物理

曾得獎項:「物理教學獎」及兩屆「理學院模範教學獎」

科普推廣:電視節目《學是學非》、fb專頁「湯博士的物理空間」、設立科學教育網站如「物理園」、編寫(部分)中學物理及綜合科學教科書等

「物理就是了解物質世界的基本原理。」湯博士解釋。世界由許多不同的物質組成,各種事物的運作、當中所含的道理,都是物理要探討的問題。

我、星星和天文

湯博士說:「從大概高小至初中時起,我對天文很感興趣,也愛看星星,那些發光的星星會像人一樣『生老病死』,這些現象和物理有關。」那時他開始對物理產生興趣。

除日常生活外,湯博士對物理的興趣亦有受書籍的啟發。他說:「有一本書叫《星星、原子與人》,當中提到星星、人和原子的體積比例,原來星星很大,星星和人類的比例,就像人類與原子一樣。那時想:為什麼物質可以很大,又可以很小?」原子是物質中最小的單位,即使是一顆微小的鹽粒當中已有很多原子,你能想像星星有多大嗎?

■知多點

《星星、原子與人》

《星星、原子與人》(Stars, Men and Atoms,圖),是德國物理學家海因茲?合貝爾(Heinz Haber)所著,有興趣的同學可以一看呢!

數學「差」因尋根究柢?

「我小時候的數學成績比一般人差。」原來數理強的湯博士小學時數學成績不太好。湯博士說:「小學數學要求背公式,只需照公式計算,不需解釋,但我想要弄懂箇中道理,所以小時候學習數學比一般人慢。」

升中學後,數學多以公式解決問題而不局限於背誦,他的數學表現便進步了,湯博士寄語大家:「不需要和別人爭着在起跑線跑出。」所謂「一理通百理明」,明白事物背後道理,遇上類似的現象,便懂得解釋及應用,比死記硬背更重要。

由天文到物理

中學時由於老師知道湯博士對天文的興趣及知識,會邀請他和同學分享星星等知識。湯博士說:「那時因為有英雄感吧!加上喜歡炫耀,所以很樂意和同學分享。」起初湯博士是基於天文而認識物理,直至閱讀大學的哥哥和姊姊從圖書館借來的物理書,「例如看到愛因斯坦的狹義與廣義相對論,提到時間、空間的概念,覺得很神奇,很想知道更多關於物理與天文、宇宙演化等」。湯博士因此一步步踏入物理學的領域。

平衡鳥之謎

平衡鳥的原理為槓桿原理及力矩平衡。平衡鳥的支點為鳥喙,它的重心在支點正下方,加上兩邊翅膀重量、長度一樣,施加的力也相等,最後達至穩定平衡,所以稍微傾倒也會自行平衡。

物理是淺是深?

湯博士常在節目介紹各種有趣的物理小玩意,並用簡單顯淺的比喻講解背後的原理。講解物理看似簡單,若要深入探討,需要閱讀大量書籍、做實驗,牽涉不少計算。

湯博士說:「很多成人也許會覺得我的解釋很淺白,其實當中道理並不簡單。」你試過上課時以為自己明白,卻原來未學懂嗎?湯博士將所學以易明的方式講解,特別是生活中的物理現象,例如近來很多人着重的口罩功用和原理等。

湯博士舉例,口罩雖不能過濾病毒,但病毒會依附於水珠(例:飛沬),而口罩可阻隔飛沬,已可阻礙病毒傳播。如果只以過濾病毒的能力斷定口罩的質素便不夠透徹,我們還要了解病毒的傳播方式和來源,還有口罩的功能等,才能選擇合適的功能。

■想一想

怎樣才算明白了?

學習新知識時,怎樣才算明白?網上流傳愛因斯坦的一句話,湯博士認為值得和同學分享:「如果你不能簡單講出道理,便代表你還未透徹地了解它。」(If you can't explain it simply, you don't understand it well enough)就是說,如果你明白了道理,你可以很簡單地解釋給他人。如果做不到,代表你還不明白呢!

■知多點

狹義與廣義相對論

著名科學家愛因斯坦提出的相對論,是關於時間、空間、重力等的理論學說,分為狹義與廣義相對論。

■想一想

遇到問題時,你會想一探究竟,還是想便算?

■關鍵詞

物理 physics

天文 astronomy

原子 atoms

愛因斯坦 Einstein

文:大海

圖:林藹怡

[常識學堂 第180期]

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