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出版者:

作者:张祥东 编

出品人:

页数:404

译者:

出版时间:2006-7

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787562435303

丛书系列:

图书标签:

• 理论力学
• 经典力学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 大学物理
• 力学
• 牛顿力学
• 拉格朗日力学
• 哈密顿力学

《宇宙的低语：星辰的舞蹈与万物的律动》 从微观粒子到宏观宇宙，探寻驱动一切的无形力量 在浩瀚无垠的宇宙深处，在每一个跳动的原子核旁，在每一次潮起潮落的瞬间，都回响着一种古老而深刻的语言——那是物质的运动规律，是力量的相互作用，是隐藏在表象之下的秩序与和谐。本书《宇宙的低语》并非一本深奥的教科书，而是一场邀您一同踏上的思维探索之旅，去感受、去理解、去揭示那些塑造了我们所处世界的根本性力量。 我们常常惊叹于星辰的运行轨迹，它们在夜空中划出壮丽的弧线，亿万年来周而复始，仿佛被一只无形的手牵引。我们有时也会困惑于身边事物的变化：手中的石子为何会落下？风是如何吹动树叶？而当我们将目光投向微观世界，原子中的电子又为何会在特定的轨道上运行？所有这些看似孤立的现象，都指向同一套基本法则。《宇宙的低语》将带您拨开迷雾，追溯这些法则的源头，理解它们是如何在时间和空间中展现出令人敬畏的威严。 本书的第一部分，我们将从“运动的本质”出发。运动，是宇宙中最普遍的现象，也是理解一切的基础。我们将探讨“静止”与“运动”的相对性，理解速度、加速度这些概念如何量化物质的改变。您可以想象一下，一个静止在桌面上的苹果，在地球看来它正在随地球一同高速旋转，同时又在绕着太阳公转，甚至整个太阳系还在银河系中穿梭。我们所定义的“静止”，不过是在特定参照系下的相对状态。通过深入剖析位移、速度和加速度，您将体会到运动的动态美，并理解动量守恒定律如何揭示了物体间碰撞和相互作用的深刻联系——一个系统的总动量在没有外力作用的情况下保持不变，这就像两颗台球相互碰撞后，它们各自的速度可能会改变，但两者速度之和（在特定方向上）却始终是恒定的。 接着，我们将目光聚焦于“力的王国”。力，是改变物体运动状态的原因，是宇宙中最活跃的“推手”和“拉手”。牛顿的三大运动定律，如同宇宙运行的基石，将为我们构建起对力的基本认识。第一定律，惯性定律，告诉我们物体有保持原有运动状态的趋势，除非有外力迫使它改变。这解释了为何在太空中，一个被抛出的物体会一直以匀速直线运动，直到遇到阻力或引力。第二定律，加速度定律，则量化了力与加速度的关系——力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小。这就是F=ma的简洁而强大的表达。您可以想象，用力推一个空的购物车和一个装满货物的购物车，显然满载的购物车需要更大的力才能获得相同的加速，或者在相同力的作用下，它的加速会小得多。第三定律，作用力与反作用力定律，更是宇宙中的“公平法则”——每一个作用力，都伴随着一个大小相等、方向相反的反作用力。您踢墙壁，墙壁也会给您的脚施加一个大小相等的反作用力，这就是为何您会感到疼痛。 我们会进一步探讨各种形态的力，从我们最熟悉的重力，到电磁力，再到原子核内部微弱却至关重要的核力。您将了解到，是引力让行星围绕恒星旋转，是引力让您被牢牢地固定在地球上；是电磁力让原子结合成分子，让光线传播，让我们的电子设备得以工作；而更深层次的核力，则维系着原子核的稳定，是能量的巨大源泉。理解这些力的性质、作用范围和大小，便是理解宇宙万物运行机制的关键。 本书的第二部分，我们将步入“能量的领域”。能量，是宇宙中最宝贵的“货币”，是事物发生变化的驱动力。我们所见的一切运动，都离不开能量的转化与传递。我们将从“功”与“能”的概念入手，理解做功意味着能量的转移。当您搬动家具，您就对家具做了功，将您的体力转化为家具的动能或势能。而能量，则以动能（运动的能量）和势能（储存的能量）等多种形式存在。一个滚落的山坡上的石块，它既有向下的动能，也因为其高度而储存了重力势能。 “能量守恒定律”是物理学中最基本、最重要的定律之一。它告诉我们，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体传递到另一个物体。这就像一个永不枯竭的能量“银行”，您今天花的能量，实际上是昨天储存的，或者从别处转化来的。理解能量守恒，有助于我们认识到可持续发展的必要性，以及能量利用的效率问题。 我们将探讨“功率”，它衡量的是做功的快慢，是能量转化的速率。一个举重运动员在短时间内将重物举到最高点，他所展现出的功率是惊人的。这不同于慢慢地将重物抬高，虽然最终做的功可能相同，但功率却低得多。 本书的第三部分，将视野扩展至“旋转与振动”。在宇宙中，许多物体不仅在直线运动，还在旋转；许多系统，并非总是处于稳定状态，而是会发生周期性的振动。 “转动定律”是描述物体绕固定轴旋转的法则。我们将引入“力矩”的概念，它是使物体产生转动的“力”，类似于直线运动中的力。您用扳手拧螺丝，施加在扳手上的力越大，或者力臂越长，产生的力矩就越大，螺丝就越容易拧动。惯性矩则是在转动中扮演着类似于质量的角色，它反映了物体抵抗转动状态改变的难易程度。一个细长的杆子和一个实心的球体，在相同质量下，细长杆子的惯性矩通常更大，更难让它开始或停止旋转。 “角动量守恒定律”是转动世界中的“惯性守恒”。它表明，在没有外力矩作用的情况下，一个系统的总角动量保持不变。这就可以解释为何花样滑冰运动员在旋转时，收紧手臂会转得更快，因为角动量守恒，半径减小，角速度必然增大。 “简谐振动”是自然界中最普遍的振动形式之一。它发生在物体受到一个与其位移大小成正比、方向相反的恢复力作用时。钟摆的摆动、弹簧振子的震荡，都是简谐振动的典型例子。理解简谐振动，对于分析波的传播、电路中的交流电等现象至关重要。我们将揭示振幅、周期、频率等参数如何描述一个振动过程，以及它们之间的内在联系。 本书的第四部分，将把我们对基本规律的理解，应用到更广阔的“系统与平衡”。现实世界中的许多现象，并非由单个物体孤立地发生，而是由多个物体相互作用组成的系统构成。 “平衡态”是系统在没有净外力或净外力矩作用下，保持静止或匀速直线（或匀速圆周）运动的状态。我们将探讨静止平衡，就像一个放置在水平桌面上的杯子，它受到重力和桌面的支持力，这两个力大小相等，方向相反，合力为零。我们也会讨论动态平衡，例如在高速公路上匀速行驶的汽车，它受到的空气阻力和驱动力可能处于平衡状态。 “功与能”的视角在分析系统时尤为重要。通过计算系统内部和外部的能量转化，我们可以预测系统的行为。例如，在一个弹簧-质量系统中，弹性势能和动能相互转化，但总能量（忽略阻尼）保持守恒。 本书旨在用清晰的语言和生动的比喻，为您揭示那些塑造我们所处世界的无形力量。它不是为了让您成为一个物理学家，而是为了让您以一种全新的视角去观察和理解我们周围的自然现象。从微观粒子的脉动到宇宙星辰的浩瀚，从每一次呼吸到每一次心跳，都蕴含着深刻的物理规律。《宇宙的低语》邀请您一同聆听这份来自宇宙深处的、关于运动、力量、能量与平衡的迷人叙事，去感受这宏大而精妙的交响乐。

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