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Flags 創客‧自造者工作坊 電子電路入門活用篇

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電子
電子電子是一種帶有負電的次原子粒子,通常標記為 e − {\displaystyle e^{-}\,\!} 。電子是第一代輕子,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子交互作用。輕子是構成物質的基本粒子之一,無法被分解為更小的粒子。電子帶有1/2自旋,是一種費米子,根據包立不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的量子態。電子的反粒子是正子,其質量、自旋、帶電量大小都與電子相同,但是電量正負性與電子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,並在這過程中,生成一對以上的光子。

由電子與中子、質子所組成的原子,是物質的基本單位。相對於中子和質子所組成的原子核,電子的質量顯得極小。質子的質量大約是電子質量的1836倍。當原子的電子數與質子數不等時,則該原子會帶電;稱該帶電原子為離子。帶正電的離子叫陽離子,其電子數小於質子數;帶負電的離子叫陰離子,其電子數大於質子數。若物體的電子數不等於質子數,導致正負電量不平衡時,則稱該物體帶靜電。當正負電量平衡時,稱物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將瓷漆或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。

電子與質子之間的庫侖力能促使電子被束縛於原子內部,因此為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。當電子不再被束縛於原子內部,而能夠自由移動於原子以外的空間時,則稱此電子為自由電子。多個自由電子共同移動所產生的淨流動現象稱為電流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了重要角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會產生電磁輻射。

根據大霹靂理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大霹靂事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。

在實驗室裏,像四極離子阱一類的精密尖端儀器,可以長時間束縛電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像國際熱核融合實驗反應爐,利用磁場來約束住高熱電漿中的電子和離子,藉以實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。

電子被廣泛應用於電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、雷射和粒子加速器等領域。
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圖書介紹 - 資料來源:TAAZE 讀冊生活   評分:
圖書名稱:Flags 創客‧自造者工作坊 電子電路入門活用篇

電子電路其實充滿在我們生活之中, 為我們帶來許多便利。例如樓梯的燈需要在樓上與樓下都裝設開關, 讓你要上樓時打開燈, 上樓後關燈;又或者是市面上常販售的光感應小夜燈, 可以在光線不足/充足的形況下自動開燈/關燈!我們會在本套件中介紹這些生活中的電路原理, 並實作出功能相同的電路!除此之外, 還會帶你實作一些趣味電路, 例如拍拍手就會亮的燈, 或者用電路模擬昆蟲的叫聲!

而這些電路其實都是從國中學過的基本電學出發並延伸!都忘光光了嗎?沒關係, 本套件設計了別出心裁的教學內容, 透過循序漸進的學習、思考、實作、驗證, 讓讀者不害怕艱澀難懂的電子電路且學習效果令人印象深刻。例如:
● Trial and Error 從錯誤中學習, 讓你親自燒壞一顆 LED 燈來認識電阻的功用與重要性!
● 電阻串聯跟並聯後到底哪個大?用 LED 燈的亮度來驗證吧!
● 考考你!LED 要加在什麼位置, 才不會影響電子暖暖包的熱度?
● 電路問答題, 例如 A 電路與 B 電路哪個發出的聲音比較長?

相對於程式設計只需要一台電腦即可學習, 電子電路難以入門的原因除了需要知道許多電學、電路知識以外, 還得準備許多繁雜的電子零件。而本套件已經都為您準備好了!只需要自行準備好 4 顆 4 號電池, 即可隨時隨地的打開套件, 學習電子電路的知識並搭配各種電子元件、IC 來製作出多種趣味電路。從錯誤中學習、從問答題中思考、從實作中驗證, 現在就捲起袖子, 動手接電路, 一步步踏入電的世界吧!

本書特色 :
‧從國中串並聯基礎電路到 IC 晶片的使用
‧不只會算題目!透過電路實作驗證電學知識
‧問答題的設計, 強化電路的思考邏輯
‧不用 Arduino 也可以做出趣味電路

目錄
1. 從點亮 LED 燈認識基本電學
2. 老人跌倒警報器
3. 電子密碼器
4. 電子暖暖包
5. 樓梯燈開關設計
6. 摩斯密碼聲音模擬器
7. 冰箱門未關警報器
8. 小小發電機
9. 光感應小夜燈
10. 來電通知燈
11. 定時自動關燈設計
12. 電子昆蟲
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