物理，進入科學世界的大門

       不少同學在研讀物理時，面對著密密麻麻的定義、原理、公式、算式，總不免心生「有看沒有懂」的感覺，的確，依照多數高中物理課本的編排方式，在偏重專業知識和缺乏應用連結的情況下，同學的物理觀念只能建立在憑空想像或硬記死背上，如此一來，學習物理很容易陷入一知半解，以致錯誤百出。
       其實，物理是一門探討自然現象和科學原理的學科，許多生活中常見的現象和物品的設計原理，都與它息息相關，因此在學習物理時，若能巧妙地結合相關實例，便可加深印象，徹底理解相關原理。只要同學願意多花點心思，便不難發現物理其實是很生活化和平易近人的！

生活中的物理現象

色彩繽紛的液晶螢幕

 小華放學後回家打開電視欣賞喜愛的節目，看著看著，他想起今天物理課中老師提到，液晶顯示器的背光板只發出白光，既然如此，為何我們卻可以看到彩色的螢幕呢？

       其實，液晶螢幕的主要結構有背光板、偏光板、液晶層和濾光片，其原理是利用背光板發出光源，電磁波經過偏光板後，帶有特定方向的偏振性，而液晶分子的排列方向可將特定偏振方向的光線保留或濾去，再經由紅、綠、藍濾光片形成光的三原色，藉由液晶晶胞控制通過濾光片的光強度，即可組成繽紛色彩的畫面。



保持平衡的妙方

  美美星期日和家人一同去看馬戲團表演，其中一個節目是高空走鋼索，美美注意到特技表演者在走鋼索時，手上拿著一根兩端掛著重物的長竿，她不禁心生疑惑，為什麼表演者在走鋼索時要拿一根長竿呢？

       根據物質的慣性定律，轉動慣量大的物體，較難改變其轉動狀態，且重心愈低，平衡也愈穩定。長竿可增加支撐點的轉動慣量，使表演者有較多的時間調整重心，當重心低於支撐點時，表演者便可安全走過鋼索。





凹洞的功能
      Nick 陪爸爸到高爾夫球場打球時，他發現高爾夫球的表面充滿了許多小凹洞，不曉得這些凹洞究竟有何作用呢？
            當高爾夫球高速飛行時，球的後方會有一個紊流尾流區，氣流在此區起伏擾動，尾流的範圍會影響曳力的大小。球面上的小凹洞可使空氣形成一層緊貼球面的薄紊流邊界層，減小尾流的範圍，使高爾夫球可以飛得又高又遠。 
       同學若能將物理視為生活的一部分，並將常見的物理現象與課本教材作結合，使相關物理知識不再是天馬行空的空洞理論，學習起來便可事半功倍，且不覺得無聊乏味。 
      雖說如此，許多人還是不得要領，對物理束手無策，到底學不好物理的原因為何？如何才能提升學習物理的興趣呢？學習物理又有哪些方法和訣竅？本刊特地採訪了國立臺中二中物理科林鳳瑜老師，以及連續在 2010 年和 2011 年國際物理奧林匹亞奪下金牌、今年獲保送臺大電機系的徐子旻同學，請他們和大家分享學習物理的訣竅，看過之後保證大大提升你的學習成效！ 

只有死記是不行的

       你知道一般人學不好物理的原因為何嗎？林鳳瑜老師指出，有些同學誤認為物理是一堆數學公式的組合，需要繁雜的運算公式，這樣先入為主的觀念導致他們對物理產生恐懼，進而萌生及早放棄的念頭，在此心態下，自然也就無法學好物理。


       此外，也有一些同學認為多算題目就可以學好物理，因此在腦中猛塞了不少物理題庫，並且把大量時間耗費在計算物理題目上，這種錯誤的學習方法，容易使他們對物理的興趣銳減，若在大考時遇到未見過的新題型，也容易驚慌失措，難以順利作答。

       徐子旻則認為，很多同學在學習物理新概念的時候，尤其是近代物理的部分，往往未經思考就將公式硬背下來，以致於常因不了解概念而記不住公式，更不用說自行推演公式的內容了。

       徐子旻特此分享自己的經驗─他在學習一個新的物理觀念時，會先將它變成可以想像的畫面，再去探討這個物理現象的性質。例如高中近代物理中的康普敦散射（Compton Scattering），就可以想成是光子跟電子在打撞球，光子一打進去驅動了電子運動，然後自己損耗了能量，再往另一個方向偏走。有了這些生動的圖像畫面作為輔助，公式自然也會變得比較有趣，且會好記許多。

多接觸、多活用，提升學習興趣

       想要提升學習成效，就必須先對這門科目有興趣，究竟要怎樣才能提高自己對物理的學習興趣呢？

       林鳳瑜老師認為，要不斷接觸物理，才會對它產生興趣，同學一開始或許需要花點時間思考物理現象和練習物理題目，等到有一定的基礎後，便能發現課內的理論不斷在生活中上演，例如：為什麼下雨後容易看到彩虹？為什麼救護車疾駛過來時，感覺聲音音調較高，疾駛離開時感覺聲音音調較低？......

       如果同學願意活用所學，多觀察、多思考生活中的物理現象，即可發現「物理」一直就在我們身邊，進而體會出這門學問的實用和趣味，學習動力自然也會大大提升囉！

       徐子旻也表示，一般高校生比較缺乏連結課內知識與生活現象的能力，若能善加觀察日常生活的現象，並思考其背後蘊含的物理原理，將可帶來意想不到的學習樂趣和啟發喔！

       例如徐子旻在高中科展時做的架設模型，就是模擬利用磁煞車使高鐵列車減速的實驗，而啟發他做這個實驗的想法，就是自己某次在搭高鐵時，腦中突然靈光乍現—或許可以利用回收能源的方法使高速行駛中的列車停住，並且讓煞車系統更加安全可靠。他認為從研究新知、發明新事物的角度來學習物理，不但能夠帶給自己很多樂趣，還可帶來滿滿的成就感和學習動力呢！



學習物理的妙方



       打破學習物理的迷思，且提高學習物理的興趣後，接下來就進入「如何學習」的重頭戲了，且聽林鳳瑜老師和徐子旻同學分享學習物理的妙方吧！


掌握定義和公式

       林鳳瑜老師指出，物理雖然脫離不了數學，但若要學好高中物理，同學只需具備基本的運算能力即可，並不需要高深的計算技巧，因此數學不強的同學，依舊可以學好物理。而學習物理的關鍵在於觀念正確，要學好物理，基本的記憶工夫是必須的，那麼要記憶些什麼呢？

       首先，必須記憶各種物理量的定義，通常各種物理量之間都有一套邏輯性很強的規則，學過一段時間再回頭檢視各種物理量的定義，你就會發現物理定義的規則其實很單純，彼此之間具有關聯，而將定義記清楚後，便能以不變應萬變，有效掌握千變萬化的題目了。

       而在公式的部分，絕對不能只記結果，至少要看懂公式推導的過程，才能算是真正了解這個公式；比較認真的人，甚至還會要求自己了解公式的來龍去脈和前後關連，甚至挑戰自我，闔上書本將公式推算一遍，若能做到如此，自然就能融會貫通且靈活運用公式了。







不可忽略單位、符號


        林鳳瑜老師表示，基本上高中物理所用到的單位都很單純，在古典物理部分，除了熱學外，大多是使用國際單位制的單位；而近代物理的部分，也有固定的一套單位，唯有先將單位分清楚，運算時才不會白費力氣。


       徐子旻也提醒大家，學習物理時，統一各公式間符號代表的物理量非常重要，因為不同版本的教科書和參考書使用的符號不盡相同，例如有些人會用 U 來代表位能，有些人則用 E；而代表動能的符號更是各家不一，有 E、K、Ek 等，其實使用哪種符號並不重要，重點是自己要能始終如一，且搞懂每個符號代表的涵義，以免日後讀到更進階的課程或使用更多符號時，因符號單位用法混亂而產生混淆。

       此外，有些物理量會使用希臘字母或拉丁字母來表示，例如英文母的 k 和希臘字母的κ所代表的意思不同，同學平時在書寫時就要特別留心注意，務必清楚兩者的差異，才不會在考試時將兩者搞混，使自己平白錯失得分的機會。




高中物理必 K 重點

       高中物理課程中，有哪些是需要一讀再讀的重要單元呢？林鳳瑜老師認為，高中物理有七成以上都是「牛頓運動定律」或相關的延伸，所以最重要的莫過於牛頓運動定律了，同時它也是每年學測、指考必考的重點！再加上牛頓運動定律最容易與其他單元結合出題，所以建議同學務必特別用心研讀此一單元。

        此外，能量守恆是自然界的基本定律，關於能量的章節，例如功與動能、位能（尤其是重力位能、彈力位能）等，務必花時間將它們徹底搞懂。另外，同學比較容易弄混的還有動量、衝量、動能的差別，何時要遵守動量守恆？何時要遵守角動量守恆？何時要遵守力學能守恆？其實只要記熟守恆成立的條件：系統不受外力時，則遵守動量守恆；系統不受力矩時，則遵守角動量守恆；系統中所受非保守力不作功時，則遵守力學能守恆，便能釐清三者的差異和使用時機。

        而要學好這些重點單元的不二法門，就是回歸前面提到的學習關鍵─把相關定義記熟！唯有徹底理解這些物理量或物理定律，才能真正打好學習物理的基礎，順利銜接進階課程。