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出版者:电子科技大学出版社

作者:钟晓春 编

出品人:

页数:139

译者:

出版时间:2004-10

价格:12.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810945196

丛书系列:

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• 大学物理
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《物理世界探索：从经典力学到量子奥秘》 简介： “物理学”——这个词汇本身就蕴含着无穷的魅力与挑战。它不仅是描绘我们生存世界的基石，更是驱动人类文明进步的引擎。从宏观宇宙的运行规律，到微观粒子世界的奇妙互动，物理学无处不在，深刻地影响着我们对自然、对宇宙的认知。本书《物理世界探索：从经典力学到量子奥秘》旨在带领读者踏上一段激动人心的探索之旅，深入浅出地揭示物理学的核心概念、基本原理以及它们在现实世界中的广泛应用。我们不追求成为一本包罗万象的百科全书，而是聚焦于那些最能展现物理学思想精髓、最富于启发性的内容，帮助读者建立起扎实的物理学基础，培养严谨的科学思维，并激发对未知领域的好奇心。 本书的内容涵盖了物理学的两大核心分支：经典物理学和近代物理学。在经典物理学的部分，我们将从牛顿力学的基础出发，理解物体运动的规律，探索能量、功、功率等概念的相互关联，并深入研究振动与波的现象，感受它们在声音、光线等传播中的重要作用。无论是描述行星的轨道运动，还是解释弹簧的振动，经典力学都提供了强大的分析工具。我们还会触及热学，理解温度、热量、能量守恒等基本概念，以及它们如何塑造我们赖以生存的环境。电磁学部分将带领我们领略电荷、电流、磁场之间的奥秘，揭示电和磁是如何统一起来，并驱动着我们现代生活中的无数电器设备。 随着科学的不断发展，人们发现经典物理学在解释某些现象时遇到了瓶颈。于是，近代物理学应运而生，它彻底改变了我们对物质和能量的看法。在近代物理学的部分，我们将进入一个全新的视角。相对论将带领我们重新审视时空的概念，理解速度和引力如何扭曲时空的结构，以及爱因斯坦那著名的质能方程E=mc²所蕴含的深刻意义。量子力学则将我们引入一个更加奇特而迷人的微观世界。我们将探索原子和亚原子粒子的量子行为，理解波粒二象性、量子叠加态、量子纠缠等颠覆性的概念，以及它们如何成为现代科技，如半导体、激光、核能等发展的基石。 本书的编写风格力求清晰易懂，避免过于晦涩的数学推导，而是侧重于概念的阐释和原理的说明。我们相信，即使没有深厚的数学背景，也能通过生动的语言和恰当的类比，理解物理学的精妙之处。为了帮助读者更好地掌握知识，我们会在每章的末尾提供一些思考题，鼓励读者主动思考，将所学知识与现实生活联系起来。这些思考题并非是为了考试而设计，而是为了激发读者的求知欲，培养独立解决问题的能力。 《物理世界探索：从经典力学到量子奥秘》不仅仅是一本关于物理学的读物，更是一次思维方式的训练。学习物理学，实际上是在学习如何观察世界，如何提问，如何构建模型，如何用逻辑和证据来检验假设。它教会我们用一种系统化的、追求因果关系的方式去理解周围的一切。本书希望能够点燃读者心中的科学火种，让大家在探索物理世界的过程中，体验到发现的乐趣，感受到智慧的启迪。 第一部分：经典物理的基石——认识宏观世界的规律 第一章：运动的画卷——经典力学入门 运动的描述： 我们将从最直观的现象入手，探讨物体如何运动。什么是位移？什么是速度？什么是加速度？这些基本概念是如何相互关联的？我们将学习用数学语言精确地描述物体的运动状态，理解匀速直线运动和匀变速直线运动的本质。 力的作用： 运动不是凭空产生的，它总是受到力的作用。牛顿第一定律（惯性定律）告诉我们，物体会保持其运动状态，除非受到外力的作用。牛顿第二定律揭示了力、质量和加速度之间的定量关系，这是经典力学中最核心的定律之一。牛顿第三定律（作用力与反作用力定律）则解释了力的相互性。我们将通过各种实例，如抛体运动、圆周运动，来理解这些定律的实际应用。 功与能： 物理世界中，能量扮演着至关重要的角色。我们将学习功的概念，理解力在物体位移方向上所做的贡献。然后，我们将深入探讨动能和势能，了解它们如何随着物体的运动和位置发生变化。能量守恒定律是物理学中最普遍、最重要的定律之一，它告诉我们能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。 动量与冲量： 除了能量，动量也是描述物体运动状态的重要物理量。动量守恒定律在处理碰撞等问题时尤为重要。我们将学习动量的定义，以及冲量如何改变物体的动量，并理解动量守恒在各种物理现象中的体现。 第二章：物质的律动——热学与统计物理导论 温度与热量： 我们将从日常生活中熟悉的温度和热量概念出发，理解它们的物理本质。什么是温度？它与分子的运动有什么关系？热量是如何传递的？我们将学习热传递的三种基本方式：传导、对流和辐射。 内能与热力学第一定律： 物质内部蕴含着巨大的能量，即内能。热力学第一定律是能量守恒在热学中的具体体现，它描述了热量、功与内能变化之间的关系。我们将通过气体膨胀、热机工作等例子，来理解这一重要定律。 熵与热力学第二定律： 探索完能量的转化，我们还会引入一个更抽象但同样重要的概念——熵。热力学第二定律揭示了自然过程的不可逆性，解释了为什么有些过程会自发进行，而有些则需要外部能量的输入。我们将理解熵与无序度的关系，并探讨其在宇宙演化中的意义。 第三章：电与磁的交响——电磁学概览 静电学： 我们将从电荷的性质出发，理解库仑定律，描述电荷之间的相互作用力。然后，我们将学习电场线的概念，理解电场是如何分布的，以及电势能和电势的意义。 直流电： 当电荷开始定向移动时，我们就有了电流。我们将学习欧姆定律，理解电压、电流和电阻之间的关系。然后，我们将探讨串联和并联电路的特点，以及电功率的计算。 磁现象： 磁铁为何会相互吸引或排斥？电流为何会产生磁场？我们将学习磁场的概念，了解磁感线，以及右手定则等判断磁场方向的方法。 电磁感应： 法拉第发现了变化的磁场能够产生电流，这是电磁学中最重要的发现之一。我们将学习电磁感应的原理，理解发电机的工作机制，并探讨它在现代社会中的应用。 电磁波： 光是什么？我们看到的光，其实就是一种电磁波。我们将学习麦克斯韦方程组所预言的电磁波的存在，理解电磁波的传播速度，并认识到电磁波谱的广泛性，从无线电波到伽马射线，它们都在我们身边。 第二部分：探秘微观世界——近代物理的革命 第四章：时空的尺度——狭义相对论 光速不变原理： 爱因斯坦的狭义相对论建立在两个基本假设之上：相对性原理和光速不变原理。我们将深入理解光速在所有惯性参考系中都是恒定不变的这一颠覆性概念。 时间膨胀与长度收缩： 光速不变原理带来的直接后果是，时间和空间不再是绝对的，而是与观察者的运动状态有关。我们将学习时间膨胀和长度收缩的概念，理解高速运动的物体为何会经历时间变慢和长度变短。 质能方程： 狭义相对论最著名的成果之一便是质能方程E=mc²。我们将理解质量和能量之间的深刻联系，认识到质量可以转化为能量，能量也可以转化为质量，这为核能的利用提供了理论基础。 相对论力学： 相对论也修正了牛顿力学在高速情况下的局限性，我们将了解相对论动量和能量的概念。 第五章：宇宙的奥秘——广义相对论 等效原理： 广义相对论的核心在于将引力描述为时空的弯曲。我们将从等效原理出发，理解引力与加速度之间的等价性。 时空的弯曲： 质量和能量会使时空发生弯曲，而物体的运动轨迹则是沿着弯曲时空中的“测地线”进行的。我们将通过一些经典的例子，如光线在引力场中的偏折，来感受时空弯曲的奇妙效应。 黑洞与引力波： 广义相对论预言了黑洞的存在，以及引力波的产生。我们将简要介绍黑洞的性质，以及引力波作为宇宙中最微弱的涟漪，如何为我们提供了观测宇宙的新窗口。 第六章：微粒的舞蹈——量子力学初探 量子化现象： 我们将从黑体辐射和光电效应等实验现象出发，引入量子化的概念，理解能量、角动量等物理量在微观世界中是以不连续的份（量子）存在的。 波粒二象性： 微观粒子，如电子和光子，既表现出粒子的特性，又表现出波的特性。我们将学习德布罗意的物质波理论，以及双缝干涉实验如何直观地展示了波粒二象性。 不确定性原理： 海森堡的不确定性原理告诉我们，我们无法同时精确地测量一个粒子的位置和动量。我们将理解这一原理的深刻含义，以及它如何限制了我们对微观世界的认知。 薛定谔方程与量子态： 薛定谔方程是量子力学的核心方程之一，它描述了量子系统随时间演化的规律。我们将简要介绍量子态的概念，理解量子叠加和量子纠缠等奇特现象，以及它们在未来科技中的巨大潜力。 结语： 《物理世界探索：从经典力学到量子奥秘》的旅程并非终点，而是开启读者通往更广阔物理世界的一扇门。我们希望通过本书，读者不仅能获得物理学的基本知识，更能培养一种探索精神，学会用科学的眼光审视世界，理解自然现象背后的深刻原理。物理学是一门充满活力的学科，它仍在不断发展，不断揭示着宇宙的更多奥秘。愿本书能成为您探索物理世界、激发创新思维的可靠伙伴。

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这本书的题目着实吸引人，毕竟在物理学习的漫长旅途中，解题能力绝对是衡量是否真正掌握知识的金标准。我满怀期待地翻开它，希望能找到那种能够瞬间点亮思维、将复杂问题拆解得犹如庖丁解牛般清晰透彻的秘籍。起初，那些基础概念的回顾部分处理得相当扎实，就像是为攀登高峰前做的充分热身，每一个公式的推导都力求严谨，没有丝毫含糊带过的地方。然而，当我真正进入到那些号称“精选难题”的章节时，我发现它更像是一本详尽的题库解析，而非真正意义上的“通”法宝。每道题的解答步骤都铺陈得非常细致，从已知到未知，逻辑链条清晰可见，对于那些已经有了扎实基础，只是偶尔在特定题型上卡住的同学来说，这无疑是一份及时的“拐杖”。它教会你如何一步步走到终点，但对于如何**自己**构建这条通往终点的路径，尤其是面对那些结构新颖、从未谋面的问题时，书中提供的“标准答案式”的解题思路，似乎少了一点启发性。它更偏向于“告诉我怎么做”，而不是“引导你去想为什么”。这种详尽固然保证了学习的准确性，但也稍微削弱了那种需要读者自主探索和构建物理图像的乐趣与能力培养。

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我尝试用它来准备一场针对特定研究方向的选拔考试，重点考察的是对物理图像构建的抽象能力和非标准模型的处理能力。这本书的优点在于，它能让你在最短时间内，通过大量标准例题的训练，迅速熟悉各种经典模型的解题范式。如果你对某个章节的原理还处于模糊状态，这里的解析能用最直观的代数推导将其转化为清晰的算式。然而，这种对“标准范式”的过度依赖，在面对那些需要打破常规思维定势的问题时，反而成为了一个潜在的桎梏。我发现，当我遇到一个需要我跳出教材设定的模型限制去重新构建受力分析或场域描述的问题时，书中提供的例题往往缺乏类似的、启发性的案例来引导我进行这种“创造性”的思考。它更像是一位严谨的导师，确保你把每一步都走对，但很少会鼓励你尝试一些看似“离经叛道”但实则更高效的捷径。因此，对于追求卓越、希望在物理竞赛或高阶研究中脱颖而出的学习者而言，这本书可能需要搭配一些更侧重于思想方法论的著作一起使用。

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从一个被动学习者的角度来看待这本书的价值，它最大的贡献在于“确定性”。在浩如烟海的物理学习资料中，你拿到它，就相当于拥有了一份经过精心筛选和编排的“可靠资源包”。当你被一道复杂的题目困住，冥思苦想却找不到突破口时，翻到这本书的对应解析，那种豁然开朗的感觉是其他任何形式的学习都无法替代的。它没有故弄玄虚的理论阐述，没有花里胡哨的图示设计，一切都回归到最本质的物理定律和代数运算上。这种朴实无华的风格，使得学习过程高效且目标明确——解决问题。但正因为它的“通”是建立在对既有知识体系的全面覆盖和精细化讲解之上，它在“创新性”和“启发性”这两个维度上表现得相对平淡。它是一个出色的陪跑者，能保证你在既定赛道上不掉队，跑得比大多数人稳健，但它不会为你指引一条全新的、未被发现的赛道。对于那些视解题为乐趣、渴望从物理中挖掘美感的人来说，这种过于“工具化”的呈现方式，或许会让他们觉得少了些许“人情味”和学术上的惊喜。

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我对物理习题集的偏好一直比较独特，我倾向于那些能够提供多种解题角度和物理思想碰撞的著作。拿到这本厚重的参考书后，我最先关注的是它对不同物理分支的覆盖度和深度。从经典力学到电磁学，再到热力学和部分近代物理的入门题型，整体上看，覆盖面是比较广的，基本能满足本科阶段大多数核心课程的练习需求。不过，在那些需要融会贯通、将不同章节知识点糅合在一起的综合大题上，我感觉处理得略显保守。例如，在处理一个涉及动量守恒和能量守恒相结合的复杂碰撞问题时，我期待看到作者能更深入地探讨在不同参照系下观察的差异，或者引入一些更高级的数学工具（比如矢量分析的巧妙运用）来简化计算。这本书的解答，倾向于采用最“安全”、最直接的传统方法，每一步都严格遵循教材的规范，这在应试和基础巩固方面无可挑剔。但对于我这种追求“解题艺术”的人来说，读完后，总感觉缺了一丝“灵光乍现”的惊喜，它更像是一本可靠的工具手册，确保你不会出错，却不一定能让你惊艳于解法的优雅。它提供了足够多的“是什么”，但对于“为什么可以这样想”的探讨，则显得较为克制。

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这本书的排版和印刷质量给我留下了深刻的印象，这是许多厚重习题集常常忽略的细节。纸张的选择偏向于哑光，有效避免了在长时间阅读和使用荧光笔标注时产生刺眼的反射光，对于需要长时间伏案攻克难题的学习者来说，这是一个非常贴心的设计。卷宗的装订也相当牢固，我多次翻阅同一页去对比不同的解法步骤，书脊都没有出现松动的迹象，足见其制作的用心。在内容组织上，它的梯度设计是循序渐进的，从基础概念的直接应用，到中等难度的多步骤计算，最后才是那些需要更多思考时间的大题。这种结构化的安排，使得学习者可以根据自己的薄弱环节进行针对性训练。如果你的目标是夯实基础，确保每一次考试都能拿到“稳妥的分数”，那么这本书的结构非常友好。但若论及对前沿物理思想的引入或者对最新研究领域中物理问题的探讨，它便显得有些力不从心了。它的“通”更像是对传统物理课程体系的一个全面、细致的梳理，而非对未来解题思路的拓展与展望。

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