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出版者:

作者:張祥東 編

出品人:

頁數:404

译者:

出版時間:2006-7

價格:40.00元

裝幀:

isbn號碼:9787562435303

叢書系列:

圖書標籤:

• 理論力學
• 經典力學
• 物理學
• 高等教育
• 教材
• 大學物理
• 力學
• 牛頓力學
• 拉格朗日力學
• 哈密頓力學

《宇宙的低語：星辰的舞蹈與萬物的律動》 從微觀粒子到宏觀宇宙，探尋驅動一切的無形力量 在浩瀚無垠的宇宙深處，在每一個跳動的原子核旁，在每一次潮起潮落的瞬間，都迴響著一種古老而深刻的語言——那是物質的運動規律，是力量的相互作用，是隱藏在錶象之下的秩序與和諧。本書《宇宙的低語》並非一本深奧的教科書，而是一場邀您一同踏上的思維探索之旅，去感受、去理解、去揭示那些塑造瞭我們所處世界的根本性力量。 我們常常驚嘆於星辰的運行軌跡，它們在夜空中劃齣壯麗的弧綫，億萬年來周而復始，仿佛被一隻無形的手牽引。我們有時也會睏惑於身邊事物的變化：手中的石子為何會落下？風是如何吹動樹葉？而當我們將目光投嚮微觀世界，原子中的電子又為何會在特定的軌道上運行？所有這些看似孤立的現象，都指嚮同一套基本法則。《宇宙的低語》將帶您撥開迷霧，追溯這些法則的源頭，理解它們是如何在時間和空間中展現齣令人敬畏的威嚴。 本書的第一部分，我們將從“運動的本質”齣發。運動，是宇宙中最普遍的現象，也是理解一切的基礎。我們將探討“靜止”與“運動”的相對性，理解速度、加速度這些概念如何量化物質的改變。您可以想象一下，一個靜止在桌麵上的蘋果，在地球看來它正在隨地球一同高速鏇轉，同時又在繞著太陽公轉，甚至整個太陽係還在銀河係中穿梭。我們所定義的“靜止”，不過是在特定參照係下的相對狀態。通過深入剖析位移、速度和加速度，您將體會到運動的動態美，並理解動量守恒定律如何揭示瞭物體間碰撞和相互作用的深刻聯係——一個係統的總動量在沒有外力作用的情況下保持不變，這就像兩顆颱球相互碰撞後，它們各自的速度可能會改變，但兩者速度之和（在特定方嚮上）卻始終是恒定的。 接著，我們將目光聚焦於“力的王國”。力，是改變物體運動狀態的原因，是宇宙中最活躍的“推手”和“拉手”。牛頓的三大運動定律，如同宇宙運行的基石，將為我們構建起對力的基本認識。第一定律，慣性定律，告訴我們物體有保持原有運動狀態的趨勢，除非有外力迫使它改變。這解釋瞭為何在太空中，一個被拋齣的物體會一直以勻速直綫運動，直到遇到阻力或引力。第二定律，加速度定律，則量化瞭力與加速度的關係——力越大，加速度越大；質量越大，加速度越小。這就是F=ma的簡潔而強大的錶達。您可以想象，用力推一個空的購物車和一個裝滿貨物的購物車，顯然滿載的購物車需要更大的力纔能獲得相同的加速，或者在相同力的作用下，它的加速會小得多。第三定律，作用力與反作用力定律，更是宇宙中的“公平法則”——每一個作用力，都伴隨著一個大小相等、方嚮相反的反作用力。您踢牆壁，牆壁也會給您的腳施加一個大小相等的反作用力，這就是為何您會感到疼痛。 我們會進一步探討各種形態的力，從我們最熟悉的重力，到電磁力，再到原子核內部微弱卻至關重要的核力。您將瞭解到，是引力讓行星圍繞恒星鏇轉，是引力讓您被牢牢地固定在地球上；是電磁力讓原子結閤成分子，讓光綫傳播，讓我們的電子設備得以工作；而更深層次的核力，則維係著原子核的穩定，是能量的巨大源泉。理解這些力的性質、作用範圍和大小，便是理解宇宙萬物運行機製的關鍵。 本書的第二部分，我們將步入“能量的領域”。能量，是宇宙中最寶貴的“貨幣”，是事物發生變化的驅動力。我們所見的一切運動，都離不開能量的轉化與傳遞。我們將從“功”與“能”的概念入手，理解做功意味著能量的轉移。當您搬動傢具，您就對傢具做瞭功，將您的體力轉化為傢具的動能或勢能。而能量，則以動能（運動的能量）和勢能（儲存的能量）等多種形式存在。一個滾落的山坡上的石塊，它既有嚮下的動能，也因為其高度而儲存瞭重力勢能。 “能量守恒定律”是物理學中最基本、最重要的定律之一。它告訴我們，能量不會憑空産生，也不會憑空消失，隻會從一種形式轉化為另一種形式，或從一個物體傳遞到另一個物體。這就像一個永不枯竭的能量“銀行”，您今天花的能量，實際上是昨天儲存的，或者從彆處轉化來的。理解能量守恒，有助於我們認識到可持續發展的必要性，以及能量利用的效率問題。 我們將探討“功率”，它衡量的是做功的快慢，是能量轉化的速率。一個舉重運動員在短時間內將重物舉到最高點，他所展現齣的功率是驚人的。這不同於慢慢地將重物抬高，雖然最終做的功可能相同，但功率卻低得多。 本書的第三部分，將視野擴展至“鏇轉與振動”。在宇宙中，許多物體不僅在直綫運動，還在鏇轉；許多係統，並非總是處於穩定狀態，而是會發生周期性的振動。 “轉動定律”是描述物體繞固定軸鏇轉的法則。我們將引入“力矩”的概念，它是使物體産生轉動的“力”，類似於直綫運動中的力。您用扳手擰螺絲，施加在扳手上的力越大，或者力臂越長，産生的力矩就越大，螺絲就越容易擰動。慣性矩則是在轉動中扮演著類似於質量的角色，它反映瞭物體抵抗轉動狀態改變的難易程度。一個細長的杆子和一個實心的球體，在相同質量下，細長杆子的慣性矩通常更大，更難讓它開始或停止鏇轉。 “角動量守恒定律”是轉動世界中的“慣性守恒”。它錶明，在沒有外力矩作用的情況下，一個係統的總角動量保持不變。這就可以解釋為何花樣滑冰運動員在鏇轉時，收緊手臂會轉得更快，因為角動量守恒，半徑減小，角速度必然增大。 “簡諧振動”是自然界中最普遍的振動形式之一。它發生在物體受到一個與其位移大小成正比、方嚮相反的恢復力作用時。鍾擺的擺動、彈簧振子的震蕩，都是簡諧振動的典型例子。理解簡諧振動，對於分析波的傳播、電路中的交流電等現象至關重要。我們將揭示振幅、周期、頻率等參數如何描述一個振動過程，以及它們之間的內在聯係。 本書的第四部分，將把我們對基本規律的理解，應用到更廣闊的“係統與平衡”。現實世界中的許多現象，並非由單個物體孤立地發生，而是由多個物體相互作用組成的係統構成。 “平衡態”是係統在沒有淨外力或淨外力矩作用下，保持靜止或勻速直綫（或勻速圓周）運動的狀態。我們將探討靜止平衡，就像一個放置在水平桌麵上的杯子，它受到重力和桌麵的支持力，這兩個力大小相等，方嚮相反，閤力為零。我們也會討論動態平衡，例如在高速公路上勻速行駛的汽車，它受到的空氣阻力和驅動力可能處於平衡狀態。 “功與能”的視角在分析係統時尤為重要。通過計算係統內部和外部的能量轉化，我們可以預測係統的行為。例如，在一個彈簧-質量係統中，彈性勢能和動能相互轉化，但總能量（忽略阻尼）保持守恒。 本書旨在用清晰的語言和生動的比喻，為您揭示那些塑造我們所處世界的無形力量。它不是為瞭讓您成為一個物理學傢，而是為瞭讓您以一種全新的視角去觀察和理解我們周圍的自然現象。從微觀粒子的脈動到宇宙星辰的浩瀚，從每一次呼吸到每一次心跳，都蘊含著深刻的物理規律。《宇宙的低語》邀請您一同聆聽這份來自宇宙深處的、關於運動、力量、能量與平衡的迷人敘事，去感受這宏大而精妙的交響樂。

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