【科普巡迴展】科普圖文線上補給站-高中

氦（He）的名稱Helium，乃因氦是在「太陽」的光譜中被發現，所以用希臘的太陽神Helios來命名。

汞（Hg）的名稱Mercury，是羅馬神話中幫眾神傳信息的飛毛腿使者，而「水星」最靠近太陽，它公轉的速度也快，便以傳信者代表。

磷（P）的名稱Phosphorus，在希臘神話中是掌管清晨「金星」升起的神，也是光（phōs）的攜帶者。

碲（Te）的名稱Tellurium，源自於Tellus，是羅馬神話的大地女神，也是拉丁文的「地球」。

硒（Se）的名稱Selenium，源自於 Selene，是希臘神話中的月亮女神。硒的外觀呈鐵灰色，與同一家族的「碲」性質相近，因此以相對的「月球」來代表。

鈾（U）的名稱Uranium，源自於Uranus，是希臘神話中的天空之神，也是「天王星」的名字。因為鈾在1789年被發現，以當時發現不久的天王星命名作為紀念。

與「鈾」並排的兩個元素，錼（Np, Neptunium）和鈽（Pu, Plutonium），在1940年被發現時，也就順理成章地和鈾以相同方式命名，紀念「Neptune（海王星）」、「Pluto（冥王星）」，分別是神話裡的海神與冥王。

植物體內主要的色素有葉綠素、葉黃素、胡蘿蔔素和花青素， 這些色素主導著葉子的顏色變化， 當葉子內同時含有葉綠素與胡蘿蔔素時， 葉子會吸收紅光、藍光、藍綠光， 剩下的光線反射後， 葉子便呈現綠色。
當秋天來臨， 日照時間縮短， 落葉樹種在葉柄基部產生離層， 阻止養分的運輸； 同時， 溫度降低後， 葉綠素合成的速率會小於分解的速率， 因此葉綠素色素含量逐漸降低。胡蘿蔔素遠比葉綠素穩定， 使葉片中的葉黃素、胡蘿蔔素等逐漸主宰樹葉顏色， 導致葉片呈現黃色。

由於植物輸送養料的能力減弱， 葡萄糖就被留在葉子裡。有些植物會將葉子內的葡萄糖和葉黃素在陽光作用下， 逐漸生成花青素， 到了深秋， 葉子的葉綠素不斷減少，而花青素卻不斷增加， 於是就變成鮮紅可愛的樹葉了。

磁振造影（magnetic resonance imaging, MRI）和X光成像，都是目前醫院放射線科或是影像醫學部很重要的檢查技術。而相較於X光成像，磁振造影不具游離輻射，是在磁場下，藉由「核磁共振」的原理來產生影像，可以重複掃描，沒有安全疑慮，所以適合用於療效追蹤。

雖然磁振造影不具游離輻射，但要接受MRI檢查或到醫院參觀該設備時，仍應遵守安全準則：例如不攜帶信用卡或提款卡、金屬物質進入掃描室，以及體內有心律調整器的病患不能使用等等。

目前，仍有很多學者致力於MRI技術的開發，希望能持續改良及增添功能，進一步縮短掃描時間與增大正常組織與病灶之間的對比，期望能有助於疾病的早期診斷及療效評估。

加拿大學者以人工甘味劑「乙醯磺胺酸鉀」（Acesulfame potassium, ACE）做為尿液指標，檢測公共游泳池裡究竟有多少尿液。由於現成食品中普遍含有ACE，雖然腸道會完全吸收ACE，卻不會代謝，因此可完全從尿液排出，所以學者把它們當作檢驗自然水體中是否含有人類廢水的指標物質，甚至作為尿液指標。

研究團隊在加拿大兩個城市，31個大眾游泳池與熱水浴池，採取了250個水樣本，並同時採取了90個自來水樣本。結果顯示，游泳池、浴池中的ACE含量都比自來水高許多倍。另外，針對兩個游泳池的估算結果顯示，一個水容量為42萬公升的泳池，含有30公升尿液，另一個水容量為83萬公升的泳池，含有75公升尿液。

物質在宏觀與微觀的狀態時，常呈現出不同的特性。以碳為例，人們對它的印象不外是一團黑色的物體。但很奇妙的是，若把它縮小到奈米的尺度時，會發現這「碳奈米」卻發光起來。

碳點（carbon dots）是尺寸小於10 奈米的碳顆粒，表面上帶有一些原子團，具有螢光特性，而碳點的水溶液，在日常中是接近透明淡黃色的，以不同光線照射，可呈現出不同的顏色。

「碳點」另有不受酸鹼影響的高穩定性、極佳的生物相容性、良好的催化活性、導電度等特性。因此學者針對其特質研究發展，便可應用於生物感測（例如毒物檢測試劑）、能源開發（例如燃料電池、超電容製造）、癌症治療等面向。

頭髮主要是由蛋白質所組成的，而蛋白質又是由一系列的胺基酸連結而成。胺基酸裡含有的氫原子和氧原子會互相吸引，形成氫鍵，另外還有含有硫原子的胺基酸會形成雙硫鍵。這些鍵結形塑了毛髮的形狀。

洗頭髮或是流汗、淋雨、游泳的時候，水分子打亂了頭髮裡原有氫鍵的組合，原來的髮型就會遭到破壞。當頭髮中的水分逐漸減少，氫鍵又會重新形成，這期間使用梳子協助就可以做出新的造型，但是維持不長久。

而雙硫鍵作用力較強，燙頭髮的原理是使用藥劑切斷雙硫鍵，做好新造型後再使用藥劑讓頭髮之間形成新的雙硫鍵，因此能固定頭髮的造型。

1893年8月29日人類歷史上第一條拉鍊的發明專利誕生。拉鍊的發明人，威特科姆．賈德森（Whitcomb Judson），是美國人，他為了解決朋友在彎腰穿鞋子時經常腰痛的困擾，遂著手進行鞋子的改良，而拉鍊的前身——「鉤子扣鎖」因此問世， 其上除了鉤和環以外，還有一個拉頭。

在當時，鉤子扣鎖卻未能受到多數人讚賞，原因是鉤子扣鎖不僅容易鬆脫，有時還會卡在某側無法使用，故這東西被認為是個失敗的發明。

美國的吉迪．森貝克（Gideon Sunback）將鍊牙間的距離縮短，並將拉頭接觸拉鍊處改成Y型凹槽，這個產品推出後，開啟了大量製造與使用拉鍊的驚人歷史。

過去，臺灣除了擁有香蕉王國以及雨傘王國等稱號外，也曾因大量的拉鍊代工而被稱作「拉鍊王國」。

脂肪組織分為白色脂肪與棕色脂肪，白色脂肪用於儲存能量；棕色脂肪則用於消耗能量、製造熱能，被稱作動物體內的發熱器，因為血流充沛與細胞含有大量粒線體與細胞色素，組織呈棕色而得名。

人體棕色脂肪的分布隨著年齡而有改變，新生兒主要位在肩胛間區、頸後、腎臟周圍、腸骨上方。九歲以後到成年則主要存在鎖骨上方、腋窩和脊柱周邊。 

許多研究已經證實棕色脂肪具有代謝功能。棕色脂肪的活性與BMI、體脂量、內臟脂肪量都有反比的關係，糖尿病者的褐脂較少，如果有增加棕色脂肪的策略，將有助於糖尿病與肥胖的防治。研究顯示，影響棕色脂肪活性的因素包括性別、年齡、環境溫度、飲食能量等，而活化的棕色脂肪可禦寒並抗拒肥胖。

人會如何選擇伴侶？有一個關於擇偶的假說是：人會愛上像母親的女人，或是像父親的男人。可能的機制為從小耳濡目染的經驗——「銘印」（imprinting）。

英國格拉斯哥大學的團隊以實驗檢驗「銘印」假說。研究人員以眼睛的顏色（即虹膜的顏色）做為偏好的指標，參與的志願者男女各150名，女性平均不到23歲，男性不滿29歲，且伴侶為同性或異性者，各占一半。

每個參與者都完成一份問卷，提供眼睛顏色與性別的資訊，包含自己的、父親的、母親的與伴侶的。研究人員探討了3個可能的偏好模式，分別是以自己為摹本、以異性家長為摹本、以與伴侶同性別的父或母為摹本。統計分析的結果顯示，與愛人同性別的父或母，是選擇伴侶時最可能的摹本。

水熊蟲（Water bears）是緩步動物門的微生物，外型像多腿笨拙的熊，大部分不超過0.1公分，主要生活在淡水的濕土、或跟苔蘚植物混在一起，分布範圍超廣，無論是超過6,000公尺的高山，或深海4,000公尺以下均能存活，牠的生命力超強，能忍受高溫 151°C 到低溫 -272.8°C，也是第一種已知可以在太空中生存的動物。

2011年，水熊蟲搭乘NASA的奮進號太空梭，飛向宇宙。研究人員發現牠在輻射、真空、高壓的惡劣環境中，會將身體蜷縮起來，控制以及排出體內水份，變成乾癟圓桶狀，此時體內的新陳代謝幾乎停擺，進入「隱生」假死狀態；當水熊蟲回到有水份的環境，就可以甦醒。

2019年，以色列的登月探測器嘗試登陸時墜毀，運載著大量水熊蟲的物件也遺留在月球表面，到底這批水熊蟲能否在月球上生存，也讓科學家們非常地好奇。

北美的黑狡蛛（Dolomedes tenebrosus）很奇怪，雌蛛體重是雄蛛的14倍，而同一屬的其他物種，兩性體型相差不大。更奇怪的是，雄性交配之後便自然死亡，雌蛛不費吹灰之力就獲得一份大餐，因此雄性一生只交配一次。

兩性交配之後，雌性會把雄性吃掉，學者稱為「性食」。在動物界，一生只交配一次的物種不多，但是分布在許多不同的動物群裡。這種生命史模式一再地獨立演化出來，必然有它的演化道理。

美國學者許華茲（Steven Schwartz）把黑狡蛛分為三組。第一組：交配之後，讓雌性吃掉死去的雄性。第二組：交配後不讓雌性吃掉雄性。第三組：交配後不讓雌性吃掉雄性，而是給她一隻體型相當的死蟋蟀吃。然後觀察雌性的生殖成就。結果，第一組的生殖成就最高。這表示，雄性的身體似乎有特殊的養分，能滋補雌性，澤被子女。

糞金龜以哺乳動物的糞便為食，是自然界的清道夫。別認為以糞維生的日子很好過，糞金龜辛苦完成的糞球會引起覬覦——遭到其他糞金龜打劫！因此，牠們完成糞球後，必須立即脫離現場。

瑞典研究團隊懷疑糞金龜能夠利用星空定向，便以非洲糞金龜（Scarabaeus satyrus）做實驗。首先，他們建了一個圓形實驗場，周圍有1公尺高的牆，並在實驗場中心釋出糞金龜與糞球，以攝影機記錄糞金龜的活動，直到牠們抵達距釋放地點1.2公尺的地方，然後測量糞金龜移動路徑的長度。在沒有月亮，可是有星星的夜晚，糞金龜平均走了2.08公尺。要是看不見星空，平均要走4.77公尺。

研究人員又進行第二個實驗，在直徑2公尺的圓形實驗場中心釋放糞金龜、糞球後，就開始計時，看牠們要花多少時間才能走出實驗場。結果，夜空中有月亮，糞金龜平均只需約20秒就能走出實驗場；要是沒有月亮，只有星星，則需要兩倍的時間；要是看不見夜空，則需要約2分鐘。

因此，研究團隊認為糞金龜能夠利用星空中的銀河定向。

走在騎樓、巷弄，常常看見燕子在屋簷築巢。築巢的材料通常是乾草、樹枝，有時可能會看到一些人工製品，像是：例如塑膠袋、紙張、鋁箔、電線。

墨西哥研究人員發現，墨西哥市的一種朱雀（Carpodacus mexicanus）會從香菸濾嘴抽出纖維、編入鳥巢。這樣做可以減少鳥巢裡的體外寄生蟲，例如蝨、蜱等吸血蟲。可是研究人員也發現，利用菸蒂驅蟲的鳥兒可能也會被尼古丁影響健康，造成DNA損傷。

人體中的脂肪量，和脂肪細胞的體積與數量有正相關，而脂肪細胞的數量，在童年和青春期就決定了，成為體內脂肪存量的主要因子。

一個瑞典團隊的研究成果顯示，成人無論胖瘦，體內脂肪細胞的數量是恆定的。減重或增重的人，改變的是脂肪細胞的體積，而不是數量。參與這個瑞典研究的胖子，不是成年後才胖起來的，而是從小就比其他孩子胖，研究人員發現，他們體內脂肪細胞大量增生的時期，無論開始還是結束，都比其他孩子早。

肥胖者發生心血管疾病、代謝疾病（如第二型糖尿病）、膝關節炎及痛風的風險都較高，是重大的健康威脅。因此不應輕忽兒童與青少年的肥胖問題，調整飲食及運動生活是最佳處方。

隱形斗篷的概念奠基於設計出一種人造介質，來操控光的傳播行為，並抑制光的散射與反射後，就可以將人或物體藏在這個介質形成的空間內，而不被看見、完全隱形。

這種特殊的介質材料，具有介電常數（電容率）與磁導率都是負值的特性，成為負折射介質，稱為「雙負材料」或「超穎材料」、「超材料」，自然界中並不存在。而負折射現象，是指光經過兩個不同介質時，入射光線與折射光線，位於法線的同一側（一般是不同側）。

1960年代，蘇聯物理學家韋謝拉戈（Victor Veselago）思考光在雙負材料介質的傳播行為，例如：一束入射光經過負折射的凸透鏡和凹透鏡時，與一般透鏡的行為相反，前者會使光發散，後者反而會聚焦。

由於科學家一直無法找到具負折射率的天然材料，因此韋謝拉戈的想法被忽視了30年，直到1990年代起彭德里（John Pendry）與史密斯（David Smith）等人以實驗證實人工設計的結構可製造出雙負材料後，許多研究者紛紛投入研究，未來會帶給人們多少驚奇，就讓我們拭目以待吧！

地球自轉會造成因慣性而產生的假想偏向力——科氏力。受科氏力影響，北半球的颱風、龍捲風會逆時針轉，南半球的則會順時針轉，大範圍的流體在北半球與南半球的旋轉方向是相反的。

像洗手台這種小範圍的水流，實驗證明就算所在地點一樣，轉向也會不同，由此可知距離近、出現時間短的漩渦，根本來不及受科氏力影響！反而是注水的方向——「初始漩動」影響較大。

讓裝熱湯的碗自己在桌面上滑動，要滿足以下條件：
1. 導熱速度慢，且平坦堅硬桌面。
2. 碗底有完整的凹槽。
3. 碗內裝很熱的湯或物品。
4. 碗底或桌面有一點水。
5. 桌面有些許傾斜。

桌面上的水可封住碗底與桌面的縫隙，使空氣不會洩漏。當碗底凹槽內的空氣受到熱湯加熱，會膨脹產生壓力，將碗向上推。再加上水的潤滑作用、稍微傾斜的桌面，就能讓碗自動往低處滑行。

整體重量越重的話，讓碗浮起來所需的壓力越大、溫度也越高，可滑行距離相對縮短，當碗的重量較輕時，較低的溫度與壓力就能讓碗滑行。

壓電效應（Piezoelectricity）在日常生活裡應用很廣，打火機、瓦斯爐都利用此原理來點火，具有壓電效應的材料，可透過物理壓力形變的機械能與電能進行互換。

使用打火機時，按下按鈕會撞擊下方的壓電材料，當材料受力變形時，材料的電偶極矩會因壓縮而變短，在相對的表面上產生等量正負電荷，因此產生電壓、電場，之後產生火花，就可以點火了。

1880年，居禮兄弟（居禮先生與哥哥，Pierre Curie、Jacques Curie）在研究晶體熱電現象與結晶對稱關係時，發現電氣石或石英等天然礦石晶體受到壓力時，由於體積變化，在晶體表面會有微小電荷產生。隔年，他們又發現當晶體置於電場中時也會造成體積上的變化，證明了這種現象是可逆的。

具壓電效應的材料除了天然的晶體，如石英、電氣石等材料以外，還能以人工的方式製造，如陶瓷材料。由於陶瓷材料因為製造容易、可製成任何形狀、且其特性可隨組成做多樣性的變化等優點，目前已經成為壓電元件的主流。

地球從地表到地心分為地殼、地函、地核三層，最內層的地核，主要由鐵與鎳組成，並可分為液態的外核及固態的內核。科學家常利用地震波分析地球內部，但由地震波資料僅能判斷液態核心與固態核心的厚度，無法知道溫度；有研究者曾估計外核心的壓力高達130萬大氣壓，溫度在攝氏4,000度以上。

法國研究團隊則在實驗室測量鐵在各種壓力下的熔點資料，這種測量非常困難，因為得謹慎控制溫度、壓力，不讓鐵在高壓高溫時發生化學變化，還必須準確判斷熔化跡象。最後他們實際測量到鐵在220萬大氣壓下的熔點是攝氏4,800度，並以外插法計算330萬大氣壓（液態核與固態核交界處的壓力）的熔點，是攝氏6,000 ± 500度，比1993年德國團隊估算出的數值高出1,000度。

地磁南、北極與地理南、北極並不相同。地理南、北極是地球表面與地軸所產生的交點；而地磁南、北極是地球磁場在地球表面垂直向下的點。

地磁北極正在不斷改變，以每天約20.5公尺的速度移動，自 1990 年代中期起，飄移速度從每年約 15 公里增加到約 55 公里。 

全球地磁模型（World magnetic model, WMM）每 5 年修訂一次，由美國國家海洋暨大氣總署（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）與英國地質調查局共同彙編管理，該模型是現代導航的基礎，我們所熟悉的 Google 地圖就是採用此模型。

上次模型更新時間為 2015 年，按進度應該 2020 年再修訂即可，但事實上磁場變化超乎科學家預期的大。近年持續從加拿大往俄羅斯西伯利亞移動，由於飄移幅度過大，地磁學家才決定提前於2019年1月更新全球地磁模型，以避免發生各種飛航事故。