壓力警示——超彈性變色晶體
鄭琳潔
一種有機分子晶體，在剪力作用下，晶體產生變型並伴隨顏色紅移。移除壓力來源後，晶體彈回原來的形狀，顏色也恢復成綠色。
圖片來源：Nature Communications
試想若能看到房子的鋼筋和支架哪裡承受額外的壓力，對於建築及航太產業將是一大助力。因此，如何看見應力[註1]一直是科學家感興趣的議題。然而，現階段的力致變色（mechanochromism）材料多半受限於只能使用一次，也就是材料變色後無法立即回復，必須更換或重新活化，降低了實用性。
彈性力 Elastic Force
國立臺灣大學物理研究所張翔恩
在介紹彈性力之前，我們先來說說甚麼是彈性(elasticity)。如果一個物體受到應力的作用而使其變形，過了一段時間，應力消失了，而該物體又恢復成原來的形狀，我們就稱該物體具有彈性。而讓該物體恢復原有形狀所需要的恢復力，就是彈性力。一般而言，當形變不是很大時，彈性力是遵守線性定律的，也就是說彈性力的大小會和造成物體形變的大小成比例關係(如圖一)。
圖一(作者提供)
虎克定律 Hooke’s law
中央大學物理所余韋德
在介紹虎克定律(Hooke’s law)之前，先來回想一下當初學習牛頓第二定律時，我們知道當一個物體所受的外力和不為零時，該物體會產生加速度的運動，但物體受力除了會產生加速度造成運動狀態改變之外，另外該物體亦可能會產生外型的改變，故力的效應可以造成物體運動狀態改變和形變，若對形變現象有興趣想深入了解，那虎克定律可作為進入研究形變的第一個功課。
基本上虎克定律是在描述：當固體材料受力之後，材料中的應力與變形量(應變)之間成線性關係。也就是一個固體的受力和它的變形量(應變)是成正比的意思。而彈簧即是日常生活中常見且符合虎克定律的範例，故將以彈簧來為大家進行虎克定律的介紹。當你施力去拉長或是壓縮一條彈簧時，該彈簧便會伸長或是變短，產生簡單的一維形變。在這條彈簧的彈性限度內，你施力的大小將會影響到這條彈簧的形變程度，虎克定律應用在彈簧上即描述彈力與彈簧變形量的關係。