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出版者:北京大学出版社/台湾出版社

作者:

出品人:

页数:253

译者:

出版时间:1999-08

价格:9.50

装帧:平装

isbn号码:9787801410931

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《探秘宇宙：从微观粒子到宏观星系》 本书是一次穿越时空的科学之旅，带您领略从构成物质最基本单元的原子内部，到浩瀚无垠的宇宙星辰的壮丽图景。我们将一起探索物理学的奇妙世界，揭示隐藏在自然现象背后的深刻规律。 第一部分：物质的基石——原子与量子世界 在“物质的基石”这一章节中，我们将深入物质的微观构成。从古希腊哲学家关于“不可分”的原子设想到现代科学对原子结构的精妙解析，您将了解到原子并非一个实心球，而是由原子核和电子组成的复杂系统。我们将细致剖析原子核的构成，介绍质子和中子的性质，以及它们之间强大的核力。 随后，我们将步入令人着迷的量子世界。您会发现，在微观尺度下，我们熟悉的经典物理学定律似乎失效了。电子不再是围绕原子核固定轨道的行星，而是以一种概率性的方式存在于“电子云”中。我们将介绍量子力学的核心概念，如波粒二象性，这表明微观粒子既可以表现出粒子的特性，又可以展现出波的传播规律。量子叠加态和量子纠缠更是颠覆了我们的直觉，揭示了物质在微观层面存在的奇特方式。我们将通过形象的比喻和有趣的实验，让您理解这些抽象的概念。 第二部分：能量的流动与转化——热学与电磁学 “能量的流动与转化”将带您认识能量在我们生活中扮演的关键角色。首先，我们将聚焦于热学。您将学习到温度、热量和内能的区别与联系，理解热传递的三种方式：传导、对流和辐射，以及它们在日常生活中的应用，例如暖气如何散热，或者太阳如何将热量传递到地球。我们将探讨功与热量的关系，并初步接触热力学第一定律和第二定律，了解能量守恒以及不可逆过程的普遍性。 紧接着，我们将深入电磁学的殿堂。从静电现象的观察，如摩擦起电，到电流的产生与流动，您将逐步掌握电荷、电场、电势等基本概念。我们将解析电路的工作原理，理解电阻、电压和电流之间的欧姆定律，并学习串联和并联电路的特点。磁学的奇妙之处也将在本章中展开，您将了解磁场是如何由运动电荷产生的，以及磁力是如何作用于载流导线的。电磁感应现象，即变化的磁场能产生电流，是连接电与磁的关键桥梁，我们将深入探讨法拉第电磁感应定律，以及它在发电机等技术中的重要应用。 第三部分：运动的规律与力的作用——力学及其应用 “运动的规律与力的作用”是物理学中最基础也最核心的部分。我们将从牛顿的三大运动定律开始，系统地学习力与运动的关系。您将理解惯性定律，即物体在不受力时会保持静止或匀速直线运动状态。牛顿第二定律将为您揭示力、质量和加速度之间的定量关系，让您学会如何计算物体在力的作用下的运动轨迹。牛顿第三定律，即作用力与反作用力，则告诉我们力总是成对出现的，无论我们推墙还是跳跃，都会感受到墙或地面的反作用力。 本章还将深入探讨各种常见的力和运动形式。重力如何决定了我们站立在大地上，以及行星围绕太阳运转的奥秘。摩擦力，这个在我们日常生活中无处不在的力，如何影响着物体的运动，以及如何通过设计来利用或减少它。弹性力，如弹簧的拉伸和压缩，将揭示物体形变与力的关系。我们还将学习功、动能和势能的概念，理解能量在机械运动中的转化，以及机械能守恒定律。抛体运动、圆周运动等典型的运动模式，也将通过数学模型和实例进行详细解析。 第四部分：波的传播与信息载体——波与光学 “波的传播与信息载体”将为您打开一个全新的视角，认识物质世界中普遍存在的波动现象。我们将从机械波开始，例如声波和水波，学习波的基本属性，如波长、频率、振幅和波速，以及它们是如何在介质中传播的。您将了解波的叠加原理，这解释了为何两个声波相遇时可能出现加强或减弱的现象。 随后，我们将聚焦于更为神秘的光波。我们将回顾光的直线传播、反射和折射定律，理解这些现象如何解释了镜子的成像原理和雨后彩虹的形成。光的干涉和衍射将展现光的波动性，例如在肥皂泡上看到的彩色条纹，以及光穿过细小缝隙时产生的图案。棱镜如何将白光分解成七色光，即光的色散，也将在本章中得到解释。我们还会初步接触电磁波谱，了解无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线和伽马射线等不同类型的电磁波，以及它们在通信、医疗和天文学等领域的广泛应用。 第五部分：宇宙的奥秘与物理学的边界——天文学与现代物理展望 在“宇宙的奥秘与物理学的边界”这一章节，我们将把视野投向广袤的宇宙，并展望物理学的前沿。我们将从地球的运动和月相的变化说起，了解太阳系行星的运行规律，以及恒星、星系和黑洞等宇宙天体的基本概念。我们将探讨引力在宇宙结构形成中的作用，以及宇宙膨胀的证据。 最后，我们将简要介绍一些现代物理学的热点话题。例如，相对论如何深刻地改变了我们对时间、空间和引力的认识。量子场论如何尝试统一基本粒子及其相互作用。暗物质和暗能量的谜团，以及它们在宇宙中所占的巨大比例，正在驱动着新一轮的科学探索。本书旨在激发您对物理学的兴趣，让您感受到科学探索的无穷魅力，并为理解我们所处的世界提供坚实的知识基础。

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我得说，这本书关于“物质的性质”的讲解，简直是让我对身边的世界产生了全新的认识。它没有一开始就去讲原子、分子这些抽象的概念，而是从我们看得见摸得着的东西入手。比如，为什么有的东西容易碎，有的东西很坚硬？为什么有的东西会融化，有的会蒸发？作者用非常形象的比喻，将物质比作由无数微小的粒子组成的集合体，而这些粒子之间的相互作用，决定了物质的宏观性质。我印象最深的是，书中通过对比水和铁的性质，来讲解“密度”、“硬度”、“熔点”等概念。例如，为什么铁块比同体积的水要重？为什么铁块比玻璃更难敲碎？作者通过图示和简单的实验场景，解释了不同物质的原子排列方式和相互作用力的差异。更让我觉得有趣的是，书中还涉及了“固态、液态、气态”之间的相互转化，比如冰融化成水，水蒸发成水蒸气。作者用“分子运动”的理论来解释这些现象，比如在固态时，分子排列紧密且振动；在液态时，分子可以自由移动；在气态时，分子则会四处飞散。这种将微观世界的粒子运动与宏观物质性质联系起来的讲解方式，让我对物质的构成有了更深刻的理解。

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在阅读这本书的“简单机械”章节时，我感到前所未有的轻松和愉悦。它并没有一开始就去讲复杂的力学公式，而是从我们生活中最常见的工具入手，比如杠杆、滑轮、斜面。作者用非常生动的例子，比如用杠杆撬动重物，用滑轮提起水桶，用斜面推着重物上坡，来讲解这些简单机械是如何“省力”或者“改变力的方向”的。我特别喜欢书中关于“杠杆”的讲解，作者画了非常清晰的杠杆示意图，并且解释了“支点”、“动力”、“阻力”以及“力臂”的概念。通过一个跷跷板的例子，我们能够非常直观地理解，为什么有时候用很小的力就能撬动很重的东西。而且，书中还详细讲解了“滑轮”的种类，比如定滑轮和动滑轮，以及它们各自的特点和应用。通过一个简单的滑轮组的图示，我们能够清晰地看到，通过使用滑轮组，是如何实现更大的省力效果的。这种将抽象的物理原理与具体的工具和应用相结合的讲解方式，让我觉得物理学离我们生活非常近。

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这本书在讲解“热学”部分时，给我带来了非常直观的感受。它并没有一开始就去定义“热量”或者“温度”，而是从我们最直接的触觉体验入手。比如，为什么冬天手会变冷？为什么夏天喝冰水会感觉凉快？作者用非常接地气的方式，将“温度”描述为物体冷热程度的标志，而“热量”则是传递的能量。我印象最深的是，书中通过一个关于“热传递”的实验描述，比如用手触摸金属和木头，为什么感觉金属更凉，即使它们在同一环境下。作者解释了不同物质导热性能的差异，并引入了“热传导”、“对流”和“辐射”三种热传递方式。例如，用火加热水时，底部的水先变热，然后通过对流传到上方，而太阳晒在身上，则是通过辐射传递热量。这种结合生活实际的讲解，让抽象的热学概念变得容易理解。更让我惊喜的是，书中还涉及了“内能”的概念，并将其与物体的状态变化联系起来。比如，水结冰、水沸腾，这些我们熟悉的现象，书中都用热学原理进行了科学的解释。作者还鼓励我们观察身边的热现象，比如烧水时水蒸气的产生，以及冬天窗户上形成的霜花。这种将物理知识与生活经验相结合的方式，让我觉得热学不仅仅是课本上的知识，更是我们生活的一部分。

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这本书的“简单电路”章节，彻底改变了我之前对电路的刻板印象。它没有一开始就堆砌密密麻麻的电路符号，而是从我们日常生活中最熟悉的“开关”和“灯泡”开始。作者用非常直观的方式，将电路比作一个封闭的“通道”，让“电流”在其中流动。我印象最深的是，书中通过一个非常简单的“串联电路”图，解释了为什么串联的灯泡会让另一个灯泡也熄灭。作者用“水管”的比喻，将电阻比作水管的阻力，而电流则是水流。当其中一个灯泡“断开”，就相当于水管破了一个洞，整个水流就停止了。然后，书中才逐步引入“并联电路”的概念，并用图示清晰地展示了并联电路的特点。更让我觉得有趣的是，书中还讲解了“开关”的作用，以及为什么开关要串联在电路中。通过一个简单的实验场景，比如控制一个灯泡的亮灭，让我们能够直观地理解开关在电路中的重要性。这种从生活经验出发，逐步深入到原理的讲解方式，让原本可能晦涩难懂的电路知识变得清晰易懂。

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这本书在讲解“电学”部分时，给我带来了全新的体验。它并没有一开始就用复杂的公式和电路图轰炸我们，而是从我们日常生活中接触到的“电”开始。比如，为什么电器会工作？为什么灯泡会发光？作者用非常通俗易懂的语言，将“电流”比作水流，将“电压”比作水压，将“电阻”比作水管的粗细。这种类比非常直观，一下子就打通了我对电流、电压、电阻这些基本概念的理解障碍。然后，书中才逐步引入“串联”和“并联”电路的概念，并且用非常详细的图示来展示不同的连接方式。我特别喜欢书中关于“欧姆定律”的讲解，作者并没有直接给出公式，而是通过几个简单的实验场景，一步一步地引导我们思考电流、电压和电阻之间的关系。比如，在保持电阻不变的情况下，增大电压，电流会怎样变化？在保持电压不变的情况下，增大电阻，电流又会怎样变化？通过这些设问和实验的模拟，我们能够更深刻地理解欧姆定律的内涵。更让我惊喜的是，书中还对“电功”和“电功率”进行了深入浅出的讲解，并用生活中的例子，比如电热水壶烧水、电灯照明，来计算它们的电功率，让我们能够更直观地感受电能的消耗和利用。这本书的电学部分，真的让我觉得物理学不再是枯燥的符号和公式，而是充满生活智慧的学科。

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对于“声学”这一部分，这本书的处理方式让我印象非常深刻。它没有直接就给出一堆关于声波频率、振幅的定义，而是从我们最熟悉的“声音”开始。比如，为什么会有声音？不同的声音听起来有什么区别？作者用非常生动的语言，将声音比作“波”，描述了声音的产生和传播过程。我记得书中有一个关于“音叉”的实验描述，通过敲击音叉，让它振动，然后把振动的音叉放入水中，观察水面产生的涟漪，非常形象地展示了声音的振动本质。更让我觉得有趣的是，书中还讲解了声音的“大小”（响度）和“高低”（音调）是如何形成的。比如，用不同的力度敲击同一个物体，会产生不同响度的声音；不同的乐器发出的声音，即使音量相同，听起来也会有高低之分。作者通过一些具体的例子，比如大鼓和小提琴发出的声音，来解释音调和响度的差异。而且，书中还对“回声”的现象进行了深入的讲解，用山谷里大喊一声会听到回声的例子，解释了声音的反射原理，并计算了声速。这种将声学知识与生活中的实际现象相结合的方式，让学习过程充满了探索的乐趣。

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这本书的封面设计就吸引了我，那种朴实又不失活力的配色，还有那个略带思考感的插画，让我第一眼就觉得它不是那种枯燥乏味的教科书。拿到手沉甸甸的，翻开来，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，字体大小适中，阅读起来非常舒服。我印象最深刻的是第一章，它没有直接上来就讲公式和定律，而是从我们生活中最常见的现象入手，比如为什么会下雨，为什么会打雷，还有我们骑自行车时为什么会摔倒，这些问题看似简单，但书中却用一种非常生动有趣的方式进行了剖析。举个例子，讲到力的概念时，作者并没有一开始就抛出一个抽象的定义，而是通过描述提水、推门、甚至是踢足球的场景，让我们直观地感受到力的存在和作用。我特别喜欢作者在讲解过程中穿插的一些小故事或者历史典故，比如伽利略和比萨斜塔的故事，它不仅仅是为了增加趣味性，更重要的是让那些原本可能枯燥的物理学原理变得有血有肉，更容易被我们理解和记住。而且，书中还配备了大量的插图和图表，这些视觉元素的设计非常巧妙，能够帮助我们更直观地理解那些抽象的概念，比如力的矢量图，还有电路的连接示意图，都画得非常清晰明了。我感觉这本书就像一位经验丰富的老师，循循善诱，一步一步地引导我们走进物理的世界，而不是强行灌输知识。那种感觉，就像是在和一位博学的朋友聊天，他用最接地气的方式，把最深奥的道理讲给我听。

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我必须说，这本书的“光学”章节是我读过的最有趣的部分之一。作者并没有一开始就去讲光是什么，而是从我们最直观的视觉现象入手。比如，为什么我们能看到东西？为什么会有影子？为什么会有彩虹？这些问题的提出，瞬间就抓住了我的好奇心。在讲解“光的直线传播”时，书中通过几个简单易懂的小实验，比如用纸板制作小孔成像装置，让我们亲眼看到影子的形成和成像的原理。这种“动手做”的引导，比单纯的文字描述要深刻得多。然后，作者才引入“反射”和“折射”的概念，并且用了很多非常生动的例子。比如，关于“平面镜成像”，书中画了非常清晰的光路图，并且解释了为什么我们能在镜子里看到自己的影像，以及像的大小、虚实和正倒。我特别喜欢它对“透镜”的讲解，用放大镜看蚂蚁，用望远镜看星星，这些都是我们熟悉的场景，但书中通过图示和解释，让我们明白了透镜是如何改变光线的方向，从而形成不同效果的。而且，书中还详细讲解了“色散”现象，用三棱镜分解白光成彩虹的实验，以及为什么天空是蓝色的，夕阳是红色的，这些都让我对光学有了全新的认识。这本书让光学不再是冰冷的物理定律，而是充满了魔幻色彩的光影世界。

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我在阅读过程中，特别被书中关于“能量”这一章节的讲解方式所打动。它不是一开始就抛出“能量守恒”这样的大概念，而是从我们生活中最熟悉的“能量形式”入手，比如“动能”和“势能”。作者用非常形象的比喻来解释动能，比如一个快速移动的球就拥有很大的动能，而势能则被比作储存在高处的“潜在能量”，比如放在山顶的石头。我印象最深的是，书中通过一个关于“过山车”的例子，详细地阐述了动能和势能之间的相互转化。作者画了非常精细的过山车轨道示意图，并且标注了不同位置的动能和势能大小。通过这个例子，我们能够非常直观地理解，当过山车下降时，势能转化为动能，速度加快；当过山车爬升时，动能转化为势能，速度减慢。这种将抽象概念与具体场景相结合的讲解方式，让原本复杂的能量转化过程变得清晰易懂。更棒的是，书中还延伸到了“机械能守恒”和“热学能量”等内容，并且用一些简单的实验或者生活中的现象来解释这些概念。比如，摩擦产生的热量，就是机械能转化为内能的一个例子。作者并没有止步于理论的阐述，还鼓励我们去思考，为什么机器运转久了会发热，为什么我们跑步会出汗。这种将物理知识与生活实际紧密结合的模式，让我对物理学的实用性有了更深刻的认识，也激发了我更深入学习的兴趣。

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这本书的章节安排可以说是匠心独运，它并没有按照传统的知识点罗列方式来编排，而是更注重知识点之间的内在联系和递进关系。我记得在学习“运动和力”这个部分的时候，作者首先从“静止”和“运动”的相对性讲起，用生活中各种运动状态的例子来阐述，比如坐在火车里的人相对于地面在运动，但相对于车厢是静止的。这种引入方式非常容易被初学者接受，因为它是基于我们日常经验的。然后，作者才逐步引入“惯性”的概念，并且用一系列生动的实验演示来说明，比如在行驶的汽车突然刹车时，车内的人会向前倾，解释了惯性的存在。更让我惊喜的是，书中并没有止步于此，而是将惯性与“力”的概念巧妙地联系起来。它解释了物体为什么会改变运动状态，是因为受到了力的作用，并且详细阐述了力的三要素：大小、方向和作用点，并用实际的例子说明它们如何影响力的作用效果。我特别喜欢书中关于“牛顿运动定律”的讲解，作者没有直接给出三个定律的公式，而是通过层层递进的提问和解释，引导读者自己去思考和发现。比如，在讲第一定律时，他会问，如果没有任何外力作用在物体上，它的运动状态会怎样？通过一系列的设问，最终引出“惯性定律”。这种方式让我感觉我不是在被动地接受知识，而是在主动地探索和学习，整个过程充满了发现的乐趣。而且，书中还鼓励我们进行一些简单的观察和思考，比如观察水滴在空中下落，思考为什么水滴不会一直加速下去，这都为我们理解后续的“阻力”和“匀速直线运动”打下了基础。

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