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出版者:南京大学

作者:李雅丽

出品人:

页数:283

译者:

出版时间:2006-12

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787305048890

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理实验
• 实验教程
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 教学参考
• 实验指导
• 本科
• 大学教材

《宇宙万象：从原子到星辰的探索之旅》 本书并非一本教科书，而是一次跨越时空的认知冒险，一场追寻自然奥秘的求知之旅。我们旨在以一种全新的视角，剥离枯燥的公式推导和繁复的实验步骤，专注于那些触动人类智慧、塑造我们世界观的物理概念。在这里，我们将以故事性的语言，将深邃的物理学原理融入生动的图景，让那些曾经遥不可及的科学思想，变得触手可及，如同在你我身边发生的奇妙现象。 想象一下，你正站在巨人的肩膀上，俯瞰着宇宙的宏伟画卷。本书将带你从微观世界的粒子跃迁开始，那里是构成一切物质的基石，能量在此以不可思议的方式流动，量子力学的奇特规则颠覆着我们的日常直觉。我们将一同窥探电子的神秘舞步，感受光子的奇妙双重性，理解原子核内部蕴藏的巨大能量。这些微小的实体，却在宏观宇宙中扮演着至关重要的角色，它们的性质决定了我们世界的色彩、温度，乃至生命的诞生。 随后，我们将视野拉升，从原子尺度跃升至宏观世界的动力学。牛顿力学的优雅，如何在引力作用下驱动行星围绕恒星运转？能量如何在各种形式之间转换，从机械能到热能，再到电磁能？我们将探讨热力学的两大定律，理解熵增原理如何揭示宇宙演化的方向，以及生命的出现如何挑战这一普遍规律。你将不再仅仅是将这些概念视为课本上的定理，而是能体会到它们如何在日常生活中展现，从一杯热茶的冷却，到汽车引擎的轰鸣，都隐藏着深刻的物理原理。 本书更将带领你穿越电磁学的迷人领域。麦克斯韦方程组如何统一了电与磁，预言了电磁波的存在，从而开启了无线通信和光学革命？我们将追溯电磁波从实验室的诞生，到它如何穿越时空，连接起世界的每一个角落。从手机信号到广播电视，从X射线成像到宇宙射线探测，电磁学无处不在，它是现代文明的基石之一。 而当我们进一步深入，将触及狭义相对论的革命性思想。爱因斯坦提出的时空观，如何打破牛顿的绝对时空，将时间和空间融合成一个统一的四维时空连续体？质能方程 E=mc²，这简短的公式背后，隐藏着物质与能量相互转化的惊人真相，它解释了恒星的光芒，也揭示了原子弹的巨大威力。我们将尝试理解，在接近光速的条件下，时间会如何流逝，长度会如何收缩，那些超越我们日常经验的现象。 接着，我们将攀登更宏伟的高峰——广义相对论。引力不再是简单的力，而是由物质和能量引起的时空弯曲。黑洞的形成，引力波的探测，这些令人着迷的天文现象，都将在广义相对论的框架下得到解释。我们将一同思考，宇宙是如何在大爆炸中诞生的，它又将走向何方？弯曲的时空，扭曲的引力，这些概念将带你体验物理学最前沿的思考。 本书的另一个重要篇章，将聚焦于量子力学在现代科技中的应用。激光的奇妙特性，如何在信息技术、医疗美容、工业生产中发挥不可替代的作用？半导体的量子效应，如何驱动了整个电子产业的飞速发展？我们也将展望量子计算的未来，它将如何彻底改变计算的模式，解锁解决复杂问题的能力。 此外，我们将探讨量子场论的深邃奥秘，它试图统一所有基本粒子和相互作用，描绘一幅关于宇宙最基本组成部分的图景。虽然这部分内容可能更具挑战性，但我们力求用最直观的比喻和类比，带领读者感受其精妙之处。 最后，本书还将带领读者漫步于宇宙学的大观园。从宇宙的尺度、结构，到暗物质、暗能量的未解之谜，我们将一同追溯宇宙的起源、演化和终极命运。那些关于星系形成、黑洞合并、宇宙膨胀的壮丽图景，将不再是遥远而抽象的概念，而是我们共同拥有的宇宙故事。 《宇宙万象：从原子到星辰的探索之旅》是一本献给所有对未知充满好奇，对宇宙心存敬畏的读者的书。它不要求你有深厚的物理学功底，只需你拥有一颗探索的心。在这里，你将体验到科学的魅力，领略到物理学是如何以一种优雅而深刻的方式，解释我们所处世界的运转规律，并不断拓展我们对宇宙的认知边界。让我们一起，踏上这段激动人心的思想之旅，感受宇宙的浩瀚与精妙。

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在实验设计的精巧性方面，这本书的某些部分确实体现了老派实验教学的严谨，但也有一些环节显得略微脱离了当下的实验室条件。例如，关于“利用干涉条纹测量光波长”的实验，书中给出的设备清单和操作步骤，似乎更贴合十几年前的标准实验室配置，其中要求使用的某些老式光学元件，在现在的新建实验室中已经非常罕见，取而代之的是更精密、更数字化的仪器。这意味着，如果一个学生严格按照本书的指导去操作，很可能会发现手头的设备无法完全匹配书上的描述，从而引发对实验步骤的困惑。再者，对于现代数据采集（DAQ）系统的集成讨论几乎为零，所有的数据处理似乎都默认通过手动记录和后期的电子表格计算来完成。这种“时代脱节感”在涉及到高精度测量和快速数据流处理的现代物理实验中尤为明显。如果作者能在修订版中加入附录，讨论如何将这些经典实验与现代计算机接口技术结合，那这本书的实用价值将得到质的飞跃，而不是仅仅停留在对经典物理学的复现上。

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这本书的行文风格，给我一种仿佛正在听一位非常渊博、但语速极快且极少停顿的大学教授讲课的感觉。它几乎没有使用任何讨好读者的语言，所有的术语都是直接抛出的，对预备知识的假设前提非常高。例如，在介绍光学实验的成像原理时，它直接引用了大量的傅里叶变换的数学形式，却很少在脚注或旁白中解释这些数学工具对物理图像的直观意义究竟是什么。我花了相当长的时间去消化其中关于“洛伦兹力的张量表示”那一部分，感觉它更像是为理论物理研究生准备的阅读材料，而不是本科生实验的入门读物。这种“一上来就深入核心”的写作方式，虽然保证了内容的深度，但也极大地提高了阅读的门槛。对于那些需要通过实验来加深对基本概念理解的同学来说，可能会觉得每一步都像是被推着走的，缺乏必要的“脚手架”搭建过程。如果能增加一些形象的比喻，或者在关键步骤后加入一些简短的“小结”，帮助读者巩固刚刚学到的复杂概念，这本书的教学效果可能会更上一层楼。现在它更像是知识的纯粹呈现，而非知识的引导过程。

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从整体的逻辑结构来看，这本书的编排逻辑是“先理论后实验”，这无疑保证了读者在动手之前对背后的物理原理有充分的认识。然而，在实际的学习体验中，这种顺序有时会带来一种挫败感。举个例子，在介绍完一个复杂的电磁感应定律的理论模型后，紧接着就要求学生去设计一个复杂的线圈布局来验证它。对于初次接触感应现象的学生而言，往往是在实际操作中看到了现象，才更能理解理论公式的物理意义。这本书更像是先让你记住菜谱的所有化学反应，然后再让你进厨房。我更倾向于“先做，看到现象，产生疑问，再带着问题回头看理论”的学习路径。因此，这本书给我的感觉是，它更像是给已经有一定物理直觉，需要深化和系统化知识的“进阶者”准备的工具书，而不是为那些刚刚踏入大学物理殿堂、需要通过触觉和视觉来建立物理图像的“新手”准备的启蒙教材。它的价值在于其深度和体系的完整性，而非其入门的友好度。

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这本书的装帧设计，坦白讲，是相当朴实无华的，封面没有太多花哨的图样，就是那种教科书惯有的严肃感，拿到手里分量不轻，能感受到内容的扎实。内页纸张的质地中规中矩，印刷清晰度不错，但说实话，作为一本面向大学生的实验教程，在视觉体验上确实略显陈旧。我特别留意了一下目录的编排，从力学部分的基础测量到电磁学的复杂电路分析，知识点的递进逻辑还算顺畅，但有些章节的标题措辞，比如“论宏观尺度下能量传递的微观解释”，显得有些过于学术化，初次接触实验的学生可能会感到一定的距离感。尤其是那些涉及到数据处理和误差分析的章节，感觉作者可能过于侧重理论推导的完备性，而对如何快速上手、解决实验中常见的小故障，提供的“实战经验”相对较少。例如，讲到万用表的使用时，更多的是原理性的介绍，而不是那种“当你遇到读数漂移时，首先应该检查这里的三个地方”的具体操作指南。这使得对于动手能力相对较弱的同学来说，这本书更像是一本理论的辅证材料，而不是一本能随时带进实验室、翻阅自救的实用手册。整体而言，它更偏向于学术严谨性，而非面向广泛读者的易用性。

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这本书的习题部分，老实讲，是让人又爱又恨的存在。它的广度令人印象深刻，涵盖了从基本计算到需要跨章节知识综合的复杂推导，真正做到了“覆盖所有实验点”。然而，恨意主要来自于其难度分布极不均匀。有些习题仅仅是公式的简单代入，可能五分钟就能解决；而紧随其后的下一题，却突然跳跃到一个需要极其巧妙的数学技巧或对实验现象有着深刻洞察力的非标准问题。我发现书中很少提供详细的解题步骤或最终答案，这对于自学或者小组讨论的效率造成了一定的阻碍。如果没有配套的教师用书或详细的答案解析，对于那些不善于自我纠错的学生来说，习题的价值大打折扣，很容易因为卡在一个关键的代数变形上而放弃整个章节的学习。一本好的实验教程，习题应该是巩固和延伸理解的桥梁，而不是一座只允许少数“天选之人”通过的独木桥。希望未来能看到对难度梯度有更细致区分的习题集，并为读者提供必要的反馈机制。

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