能源
能量在我們生活周遭， 一種嚴格遵循自然法則的物理量。
在宇宙中能量是有限的， 它不是被創造的，也不會被毀滅， 但能以不同型態存在， 如動能或位能。
它們有不同的性質及公式要記， 一個 LED 檯燈的 6 瓦燈泡， 傳送每秒 6 焦耳的光能。
先讓我們跳到太空去看看， 我們的行星、它的系統 以及它能量的流動， 地球的物理系統包含， 能量在這些系統內外移動， 而在任何能量傳遞過程中， 一些散失到周圍環境， 如熱、光、聲、振動、移動。
我們星球的能量取自於地球內部和外部， 來自放射性同位素的地熱能， 與透過地球旋轉產生的旋轉能， 這兩個屬於內部能量來源。
而太陽是主要的外部能源， 驅動著一些像天氣與氣候的系統。 陽光以不同的程度， 溫暖了地表與大氣， 而引起對流、 製造風，以及影響洋流。
太陽發出的紅外線輻射，四射到溫暖的地球表面， 又被溫室氣體罩住，進一步影響能量流。
Food Chains
太陽對於生物也是主要的能量來源，植物、藻類和藍藻，利用太陽光將二氧化碳與水，製造出有機物質，
開啟了生物圈的食物鏈。
我們利用像是氧化和呼吸作用的化學反應，來釋放食物能。
在每一個食物鏈的階層，有些能量在剛形成的化學結構下被貯存起來，但大部分散失到環境中。
像是熱量，透過食物的消化，身體散發的熱量被釋放。
而植物是由初級消費者食用，大約只有原獲得能量的百分之十， 會轉移給下一個營養階層。
又因能量在食物鏈只能以同一方向流動，從生產者到消費者和分解者，在食物鏈中食用較自己低層的生物 得到的能量，會比吃高層的還高。
所以食用生產者是最有效的，一隻動物可以藉此得到能量，若持續缺乏了輸入給生產者的能量， 我們所知在地球上的生物， 將不復存在。而底層生物所仰賴的能量來源，主要是來自於太陽所發出來的陽光。
Energy Sources
我們人類，除了吃，當然消耗精力去做很多事情， 我們旅行、我們建設 我們供電給各種科技， 要做到這一切， 必須使用像是化石燃料的來源： 煤、石油和天然氣。
其中含有的能量，
是植物長年從太陽光所吸取的能量，並以碳的形式貯存，當化石燃料在發電廠燃燒時，它所儲存的能量會釋放 我們而用此來發電。
燃燒化石燃料產生的熱能，提供渦輪機動力可以用來轉動磁鐵，使磁鐵相對週邊的線圈造成磁通量的改變，因而驅動了電線中的電子運動，產生感應電流，就提供給所有電器用品所需要的電流。
現代文明仰賴我們電量持續的供給，幸運的是，我們沒有限制一定要燃燒不可再生的化石燃料來發電。
電子也能藉由與光子的直接互動感應流動而發電，這就是太陽能電池的運作方式。
其他可再生能源，例如風、水、地熱、及生物燃料都可以拿來發電。
全球能源需求在不斷增加，但地球上能使用的能源有限，要透過複雜的能源基礎建設才能用到。
隨著人口逐增，以及工業化和發展的速度，我們對能源的決策也越來越重視。
能源利用的影響攸關健康、教育、政治權力和社會經濟地位，如果我們改善使用能源的效率，我們更能善待自然資源，並提升每個人的生活品質。
授課教師
陳永忠 ycchen@thu.edu.tw