中学生教材创新讲解·初三物理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:吉林人民出版社

作者:洪鸣远 编

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:2005-3

价格:16.80元

装帧:

isbn号码:9787206042270

丛书系列:

图书标签:

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《探索微观世界：前沿物理学导论》 内容提要： 本书旨在为对现代物理学充满好奇心的高中阶段学生提供一个全面而深入的入门指南。不同于侧重于经典力学和电磁学基础的传统教材，《探索微观世界：前沿物理学导论》将视野投向了二十世纪以来物理学取得的革命性突破，重点介绍量子力学、相对论、粒子物理学以及凝聚态物理学的基本概念、实验基础与哲学意义。全书结构清晰，由浅入深，力求在保持科学严谨性的同时，激发读者的探索精神。 第一部分：时空的相对性——狭义与广义相对论的革新 本部分首先回顾了经典物理学中对时间、空间和质量的绝对化理解，并引出爱因斯坦基于光速不变原理所构建的狭义相对论。我们将详细探讨洛伦兹变换，解释时间膨胀、长度收缩等反直觉现象的数学基础与实验证据，例如缪子的寿命测量。随后，引入质能等价公式 $E=mc^2$，阐释其在核能和粒子反应中的核心地位。 继而，本书将进阶到广义相对论。我们将以更为直观的方式解释广义相对论的核心思想：引力并非一种力，而是时空几何的弯曲。我们将介绍等效原理，并通过对水星近日点进动、光线在引力场中的偏折等经典观测证据的分析，展示广义相对论的强大预测能力。本书还将简要介绍黑洞、引力波等前沿概念，并探讨宇宙学的基础模型，如弗里德曼方程的初步意义，为读者构建一个动态且可塑的宇宙图像。 第二部分：微观世界的奇异性——量子力学导论 量子力学是理解物质和能量本质的基石。本部分将从黑体辐射和光电效应的实验事实出发，引导读者接受能量量子化的概念。我们将深入讲解普朗克常数 $h$ 的物理意义，并探讨光的波粒二象性。 核心内容聚焦于波函数 $Psi$ 的引入。通过对薛定谔方程的定性分析（避免过于复杂的数学推导，侧重概念理解），我们将阐释波函数的概率解释（玻恩定则）以及其在描述微观粒子行为中的关键作用。本书将详细讨论“不确定性原理”，解释为什么我们不能同时精确测量粒子的位置和动量，这并非测量工具的限制，而是自然界的基本属性。 我们还将探讨量子力学中的核心现象，例如隧道效应（Tunnelling Effect）在现代电子设备中的应用潜力，以及“量子纠缠”这一被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”的现象。通过对双缝干涉实验的深入剖析，本书旨在帮助读者克服对量子世界反直觉性的固有偏见，建立正确的概率性思维框架。 第三部分：物质的构成——粒子物理学与标准模型 进入二十世纪下半叶，物理学家们致力于探究构成物质的最基本单元。本部分将带领读者进入粒子物理学的迷宫。我们首先回顾早期的核物理发现，如原子核的结构，然后聚焦于高能加速器实验如何揭示出比质子和中子更基本的粒子——夸克。 我们将系统介绍粒子物理学的“标准模型”。这个模型成功地分类了所有已知的基本粒子（费米子，包括夸克和轻子）以及传递基本相互作用的规范玻色子（光子、W和Z玻色子、胶子）。我们不仅会描述这些粒子的性质（如电荷、自旋、色荷），还会解释它们之间如何通过交换规范玻色子发生相互作用，从而构成了电磁力、弱核力和强核力。 本书将花费专门章节讨论标准模型的“补完者”——希格斯玻色子。通过解释“希格斯机制”，我们能理解为什么基本粒子会拥有质量，这是标准模型中最为精妙的部分之一。同时，本书也会讨论标准模型的局限性，例如它未能解释引力的量子化、暗物质和暗能量的存在，从而自然地引出对“超越标准模型”理论的展望。 第四部分：有序与复杂——凝聚态物理学初探 当我们观察宏观世界时，物质展现出截然不同的宏观性质，这源于其微观层面的集体行为。凝聚态物理学研究的是原子和分子聚集在一起时所产生的集体现象。 本部分将从晶体结构的基本概念入手，解释为什么固体具有刚性和特定的导电性。我们将引入能带理论，这是理解导体、半导体和绝缘体区别的关键工具。通过能带结构，读者可以清晰地理解半导体的工作原理，以及晶体管和集成电路的基础。 随后，本书将探讨更加奇特的凝聚态现象。我们将介绍超导电性，解释零电阻和迈斯纳效应的物理机制（BCS理论的定性介绍），并简要涉及高温超导体的研究现状。此外，对磁性材料（铁磁性、反铁磁性）的讨论，将展示量子力学如何影响宏观物质的磁响应。最后，本书将触及拓扑绝缘体等新兴研究领域，展示凝聚态物理学在材料科学和信息技术中的前沿应用。 本书特色： 1. 注重实验基础： 每一个理论的提出都紧密围绕关键的实验发现，培养读者科学思维，理解理论是如何被检验和证伪的。 2. 概念先行，数学适度： 强调对物理概念的深刻理解和直觉把握，复杂的数学推导被简化为清晰的逻辑框架，确保高中生能够顺畅阅读。 3. 连接未来科技： 每一章的结尾都设有“前沿视野”板块，探讨这些基础物理学发现如何驱动量子计算、新能源技术和宇宙探索等领域的最新发展。 本书是为那些不满足于课本知识、渴望深入了解现代物理学世界面貌的求知者量身定制的进阶读物。它将为有志于未来从事科学研究的学生打下坚实的理论与概念基础。

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