能量以多种形式存在，主要的两种类型是势能（储存在物体中）和存在于运动物体中的动能。你的身体利用储存的食物能量，将其转化为动能，这样你就可以到处跑动了。
动能可以转化为其他有用的能量形式——热能、光能、声能和电能。化学、机械、重力和核能都是势能，可以转化为电能（例如，发电站）。
科学家将能量定义为“做功的能力”。尽管有时我们也会把精力用在娱乐和玩耍上——这几乎不像是做功！
感觉热度
太阳温暖了大地，火炉温暖了你的汤，一杯热巧克力温暖了你的手……热是热能的传递，并根据所涉及的物质以不同的方式发生。科学家称这些方式为传导、对流和辐射。
动起来
传导发生在固体中。当一个粒子（一粒物质）受热时，它开始移动和晃动得更快。一些热能被传递给它周围的粒子，直到最后所有的粒子都变热。金属容易散热；它们是良导体。空气等气体和塑料、羊毛等非金属是不良导体。这就是为什么金属锅有塑料把手的原因，这样当你举起它们的时候就不会被烫伤了。
如果两个相互接触的物体有两种不同的温度，热量总是会从较热的物体转移到较冷的物体。例如，热量从灶台传到平底锅的底部。
上下移动
对流是液体和气体中热能的转移，它自然地发生在海洋、大气和地球各层的岩浆中。热量从液体中较热的地方转移到冷的地方，形成了热流。具有大量热能的粒子向上运动，取代了具有较少热能的粒子。这些较冷的粒子向下移动，形成一个圆周运动。这就是汤在锅里变热的方式，以及热气球悬浮在空中的原因。
当热空气上升、冷空气涌入时，空气中的自然对流就会产生风。
占用上面的空间
液体和气体中的粒子不像固体中的那样结合在一起。它们可以自由移动，占据容器所允许的任何空间。当它们被加热时，粒子移动得更多更快，它们之间的间隙变大。它们受热膨胀密度变小，会上升。较冷的粒子仍然很致密，因此它们会下沉。这就是为什么在大热天，房子的楼上可能比楼下更热！
热浪
太空中没有空气可以传导或对流，那么太阳的热量是如何到达我们这里的呢？它是通过辐射传递的，利用红外波而不是粒子来传递热量。
热材料
当灯泡或明火周围的空气变热时，辐射会在较小的范围内发生。物体温度越高，发出的红外辐射就越多。浅色、有光泽的表面反射辐射，而深色、暗淡的表面更善于吸收和发射辐射。国际空间站上使用红外线板来收集太空中的热量，而空间站的主体则覆盖着闪亮的银网，以阻挡辐射，保护宇航员和他们的设备。
在遥控器上红外线波被用来改变电视频道。
红外摄像机可以探测到不可见的红外波，并显示出一个物体散发出了多少热量。
来一束光波
红外线波与光波相似，但感觉起来是热而不是光。1800年，天文学家威廉·赫歇尔发现了它们。光线穿过棱镜，他将光分解成彩虹色谱，并记录下不同色度的温度。他发现，从蓝色渐变到红色，温度不断升高。而红色之上还有更高的温度，但肉眼看不到这些光线，他将之称为红外线。
辐射之于罗马
古罗马人知道不同类型的热传递。他们发明了火炕供暖系统，用火加热空气，然后使其在凸起的地板和空心墙壁中循环，使建筑物的房间变暖。这个系统利用辐射、对流和传导来加热，在罗马时代的公共浴室尤其流行。
科学角度
在炎热的日子，天气变暖，温度上升。在冬天，天气越来越冷，气温可能会降到零度以下。但“温度”到底是什么意思呢？
能量流
热和温度相关不相同。热是能量从一个物体到另一个物体的流动，而温度是热量的程度或强度。这种能量被称为热能，是由粒子碰撞而产生的。一个物体所包含的能量是以焦耳为单位来测量的。该单位是以詹姆斯·焦耳（公元1784～1858年）的名字命名的，他研究了热量和能量的转移，并且有一个热力学定律也是以他的名字命名的。
能量可以用卡路里和焦耳来衡量。食物的卡路里等级是指它含有多少能量。
测量方法
早在17世纪就有一种叫作测温仪的早期测温设备。它们能显示温度的变化，但没有标准的尺度来比较不同设备上显示的数量。1724年，一位名叫丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特（公元1686～1736年）的德国物理学家制作了一个刻度标准，在融化的冰和沸腾的水之间有180度。18世纪后期，瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯（右图）提出了一个只有100度的温度差的尺度（尽管它与我们现在知道的温度正好相反，水在0度沸腾，在100度结冰）。
这两个尺度仅在一个温度下重合——零下40华氏度也是零下40摄氏度。
有多热？
温度告诉我们某物有多热或有多冷，可以用度（摄氏、华氏或第三个体系开尔文）来测量。如果热能转移到一个物体上，它的温度就会上升。然而，一些有很多热能的物体仍然可以比有较少热能的物体温度更低。游泳池显然比一壶沸水要冷得多。然而，游泳池含有更多的水，所以它比小水壶储存更多的热能。
听声音
声音是由振动产生的波浪，通过固体、液体或气体从一个地方移动到另一个地方。声音不能穿过太空，因为它需要粒子来携带它。所以，如果一部关于太空的电影充满了爆炸和嗖嗖声，那它实际上是在误导你！
美妙的震动
声音是由运动引起的振动开始的。任何运动都能发出声音——一把勺子碰地板、一只狗叫、一架飞机飞过头顶。振动越强，声音就越大。在1660年，罗伯特·波义耳（公元1627～1691年）证明了声音需要某种东西携带它传播。他把一个响铃放进一个玻璃罐里，用泵吸出空气。空气消失了，声音也消失了。
声音在水中传播的速度比在空气中传播的速度快，因为在传播声波时，液体粒子密度更大。
耳朵
振动的物体迫使它周围的空气振动，把能量带到了声波上。当这些声波到达你的耳朵时，它们会使你耳朵里的鼓膜震动。它会移动一种叫作听小骨的小骨头，而听小骨又会在你头部的耳蜗深处振动一种液体。这种液体会引起微小毛发的运动，从而产生神经信号。听觉神经把这些信息发送到你的大脑，大脑会翻译这些信息，让你知道自己在听什么。
高频声音（2万赫兹以上）称为超声波。它们可以被用来制成图像，观察人体内部。
高和低
声波的频率以赫兹为单位来测量，它是用1886年发现无线电波的德国物理学家海因里希·赫兹（公元1857～1894年）的名字命名的。20赫兹意味着每秒有20个声波撞击我们的耳朵。人类通常能听到20～2万赫兹的声音。如果一个声音的频率太低或太高，我们就听不见。然而，许多动物可以。狗能听到6万赫兹的声音，蝙蝠和海豚能听到10万赫兹以上的声音。
光的速度
当光穿过除真空以外的任何物体时，它的速度是不同的。在空气中，或在液体和固体（比如水和玻璃）中，光波碰到任何粒子上都会反弹。在真空中，没有粒子使光减速。(www.xing528.com)
人们曾经认为光速太快而无法测量。伽利略（右图）对此颇不认同，并决心测出它的速度。1638年，他做了一个实验。他和助手各持一盏灯，他站在离助手有一定距离的地方，先举起一盏灯，助手看到该盏灯后举起自己的灯示意看到，利用亮起两盏灯的时间差，即可测出光速。但是，这段时间间隔太小，伽利略实验失败了。
传说伽利略曾试图用他的脉搏跳动或水钟来计算光速。
超高速
近40年后，丹麦天文学家奥勒·罗默（公元1644～1710年）意外地计算出了光速。他注意到木星卫星的星蚀时间相差几分钟，并认为这是由于光从木星到地球需要的时间。自那以后，他的测量方法得到了改进，我们现在知道光在真空中的速度是299，792，458米/秒。这会让你在一秒钟内环游世界大约7次！
罗默也参与了温度计的发明，制作了一个温度标度，这是华伦海特后续研究的基础。
光的折射
光在含有更多粒子的物质中传播速度较慢。这些材料的遮光能力被称为“光密度”。当光在不同密度的材料之间穿过时，它会改变速度。这使它弯曲（称为折射），并造成一些壮观的视觉效果。它能使伸入一杯水中的铅笔看起来弯曲。折射也是星星在夜空中闪烁的原因。
闪亮的东西
电可能是你最熟悉的能源形式。它是一种动能，可以转化为热能和光能，供家庭用电需要，或者为视频游戏供电，为手机充电。如果你生活在第一次世界大战之前，你只有家里非常富有，才用得起电。想象一下！
早期的电火花
没有人发明电，因为电是自然产生的。它最早是在古代以静电的形式被认识的。公元前500年左右，古希腊的泰勒斯表示，将两种东西在一起摩擦，比如将琥珀棒和皮毛摩擦后，会引发它们之间的吸引力。这是静电。人们花了好几个世纪才弄清楚电流是如何流动的。
突破
科学界一些最伟大的人物进行过电学实验。本杰明·富兰克林（公元1706～1790年）在1752年证明了闪电是静电。1800年，亚历山德罗·伏特（左图，公元1745～1827年）发现某些化学反应能产生电。他发明了伏打电堆，由一堆金属盘组成，其间夹有湿纸板盘。这是第一个电池，也是创造连续电流的一个突破。
1836年，法拉第发明了一种可以通过将电荷分散在金属网周围来封闭电荷的笼子。
电灯泡出现
迈克尔·法拉第（右图，公元1791～1867年）在1831年使用磁铁来产生电流。他证明了磁铁和电是相互联系的，可以用来使物体运动。科学家们还研究了如何将电转化为光。至少有两个人（最著名的是托马斯·爱迪生和詹姆斯·斯旺）因发明了电灯泡而广受赞誉。托马斯·爱迪生通过建立为纽约街头和后来建筑物中的灯泡供电所需的系统，将他的发明带到了下一个阶段。
拆分原子
原子非常小，宇宙中所有的物质都由原子构成的。元素（如氦或金）只由一种原子组成。化合物（如水）由不止一种原子组成。在20世纪，科学家们开始发现原子是由什么构成的。
比原子更小
欧内斯特·卢瑟福（公元1871～1937年）是科学界最伟大的人物之一。他的实验表明，单个原子主要由空的空间构成，中间有一个很重的原子核。这个原子核被轨道上的电子所包围。1908年，这个原子结构理论为他赢得了诺贝尔奖。卢瑟福是在研究X射线时完成这一发现的，X射线是1895年由威廉·伦琴发现的。
中间的原子核由质子和中子组成。围绕原子核旋转的（就像月球绕地球运行一样！）是电子。
分解
有些原子的原子核不稳定，这可使原子分裂开并产生辐射。卢瑟福测试了放射性元素，发现了两种不同类型的射线，α和β。亨利·贝克勒尔发现了第三种类型的伽马射线。他的名字被命名为核活动的单位，它告诉我们每秒有多少个原子核发出辐射。前四种放射性元素（铀、钍、镭和钋）由玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔记录或发现。
危险区域
辐射对人类极其危险。它会影响身体的细胞，导致癌症或死亡。不幸的是，辐射是看不见、闻不到、摸不着的，那么我们怎么知道它在哪里呢？我们使用一种叫作盖革计数器或盖革-米勒计数管的探测器来探测，如果它吸收了辐射，就会发出咔嗒声。发出咔嗒声的速度越快，辐射水平就越高。它由卢瑟福的核物理学家团队中的汉斯·盖革发明。
放射性的概念是亨利·贝克勒尔在1896年发现的，但“放射性”这个名字是玛丽·居里在1898年创造的。
放射性风险
当辐射被发现时，科学家们相信它可以用来治疗许多不同类型的疾病。新的药物和产品就此被开发出来，但20世纪20年代和30年代，病人和工厂工人的死亡引起了人们的关注。现在我们知道，杀死癌细胞的疗法也会损害健康细胞。
感受“光”辉
当向公众谈到放射性时，非科学界人士对此知之甚少。想要轻松赚钱的商家在牙膏和化妆品中添加了放射性的钍和镭，声称它们可以使牙齿和皮肤变得明亮并恢复活力。现在我们知道，暴露在太多的辐射下会损伤活组织并导致癌症。即使是发射辐射的医用X射线，如果医生和护士太频繁地暴露接触，也会生病。
在20世纪早期，为了提高牙齿的白度，一些牙膏增添有放射性成分。口红、香烟，甚至巧克力棒，也会使用放射性成分！
损伤和破坏
有三种辐射以不同的方式影响着人类。来自外部的β粒子和伽马射线是最危险的，因为它们可以穿透皮肤并进入细胞内部。然而，如果误吞或吸入α辐射，会造成最大的伤害，因为它很容易被体内的细胞吸收。
一项持久的遗产
甚至进行早期调查的科学家也没有意识到放射性的危害。居里夫人的长期研究损害了她的健康，多年的辐射导致她在1934年早逝。据说她的口袋里装着几管放射性元素的试管，床边还放着一管，让它像夜灯一样发光！她的笔记本具有很强的放射性，目前仍无法安全进行研究，她的尸体被埋在一个铅内衬的棺材里，以防止辐射泄漏。
玛丽·居里是历史上第一个获得诺贝尔奖的女性，也是第一个两次获得该奖项的人。
终结流言
你对这组科学巨匠了解多少？你很可能听到了科学史上流传最广的两个流言。
富兰克林（可能）没有被闪电击中！
美国发明家本杰明·富兰克林对电很着迷。他认为这与闪电有关，据说他通过在雷暴中放了一只风筝，收集火花，来证明了这一点。这是一个非常著名的故事，但可能不是真的。富兰克林可能只是叙述了别人的实验。当然，风筝没有被闪电击中，否则他可能当时就去世了。更有可能的是，风筝只是从空气中吸收了少量电荷。
爱因斯坦常常被当成一个例子——一个人在上学期间饱受折磨，但在成人生活中表现出了卓越的天赋。确实，他是一个幻想家，并且反对严格的教学方法，但在11岁时，他就开始读大学的物理书籍。他真没那么愚蠢！他确实没有通过大学入学考试，但可能是因为考试要用法语作答，而那是爱因斯坦的第二语言。而且他参加考试时只有16岁，高中还没毕业！
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