Physics, Fun, and Beyond pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Pearson P T R

作者:Valadares, Eduardo

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2005-8

价格:$ 27.11

装帧:Pap

isbn号码:9780131856738

丛书系列:

图书标签:

物理学
科普
趣味物理
科学普及
物理实验
青少年科学
STEM教育
物理思维
科学探索
动手实践

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具体描述

"The best magic is that which involves absolutely no sleight-of-hand, only the unexpected yet natural workings of nature. Physics, Fun, and Beyond is chock full of just this kind of magic-simple yet fascinating experiments, easy to follow and colorful drawings, and fun facts. Simply wonderful!" -Roald Hoffmann, 1981 Nobel Prize Laureate in Chemistry Pure Fun, Pure Excitement: You';ve Never Learned Physics Like This Before! Physics is pure excitement: nothing';s more fun than discovering how the world works and exploring its many possibilities! With Physics, Fun, and Beyond, you';ll grab the universe in your own two hands as you build more than 110 projects that uncover the physics beneath everyday life! Most of these projects are amazingly easy to build: all you';ll need are your everyday household tools and cheap (sometimes even free) materials. From wind tunnels to flying saucers, you';ll learn exactly how to safely build these experiments, why they work, and what they mean. Learn about all this, and more: * Step on eggs without breaking them...and understand the principles of material strength * Build the "Magic Can" that teaches you about the different kinds of energy * Discover why the Earth isn';t exactly round * Learn more about gravity, with the "Astronaut in the Elevator" experiment * Use pendulums to visualize radio/TV frequencies and broadcasting * Feel pressure by sitting on a bed of nails * Build hydraulic robots to discover how you can transmit and amplify forces * Construct wings and wind tunnels that show why airplanes fly * Learn about optics by making bottles invisible * Recreate the sun and sky to realize why the sky is blue * Demonstrate the "greenhouse effect" with a homemade solar heater * Get water to climb walls-as you understand cohesion and adhesion * Build "wireless phones" that capture sound and make acoustics fun * Create simple motors that display the basics of electromagnetism Physics, Fun, and Beyond is for kids, teenagers, teachers, parents, homeschoolers. ..everyone from 10 to 100 with curiosity and a passion for discovery and new challenges! (c) Copyright Pearson Education. All rights reserved

好的，以下是一本名为《星际航行的奥秘：理论与实践》的图书简介，内容翔实，不涉及《Physics, Fun, and Beyond》的任何信息。 --- 《星际航行的奥秘：理论与实践》导言：人类对深空的永恒渴望自古以来，人类便仰望星空，梦想着挣脱地球的引力束缚，成为真正的宇宙旅行者。从早期的天文观测到如今复杂的火箭推进技术，星际航行不再是科幻小说的专属领域，而是正在逐步实现的工程壮举。《星际航行的奥秘：理论与实践》一书，正是为所有对未来太空探索充满热情的读者、工程师和理论物理学家精心撰写的一部全面指南。它深入剖析了实现星际旅行所面临的物理学、工程学和生物学挑战，并探讨了当前最前沿的解决方案。本书的核心在于构建一个严谨且实用的知识框架，用于理解和规划跨越恒星系的航行。我们将从最基础的轨道力学和相对论效应出发，逐步深入到革命性的推进系统设计、生命维持系统的复杂性，以及星际环境对航天器和宇航员的极端影响。第一部分：宇宙尺度的基础与挑战第一章：广袤的尺度与时间：航行距离的本质星际旅行的首要障碍是距离。本书首先详细阐述了光年、秒差距等单位的实际意义，并引入了对旅行时间尺度的直观感受。我们不仅仅停留在概念层面，而是通过具体案例展示了太阳系边缘探测器至今仍需耗费的漫长时间。本章着重讨论了在经典牛顿力学框架下，任何基于化学燃料的传统推进系统都无法实现实质性的星际跨越，从而为后续章节介绍先进推进技术奠定理论基础。我们还将探讨时间膨胀的效应——虽然在现有技术水平下微乎其微，但对于未来接近光速的航行而言，这是无法回避的物理约束。第二章：狭义相对论与超光速的边界爱因斯坦的狭义相对论构成了星际航行理论的基石。本章深入探讨了质量与能量的等效性（$E=mc^2$）在推进系统设计中的应用，特别是对反物质湮灭反应的潜力分析。更重要的是，我们严格论证了在现有物理定律下，任何有质量的物体都无法达到或超过光速的根本原因——能量需求的无穷大。本书不回避这一限制，而是将其视为设计突破性解决方案的驱动力，并对那些试图“绕过”光速限制的理论（如曲速驱动的早期概念）进行审慎的物理学评估。第三部分：革命性的推进系统实现星际航行的关键在于找到效率远超化学火箭的能量转换和动量传递机制。本书的这一核心部分，聚焦于未来百年的技术路线图。第三章：核能驱动：聚变与裂变火箭裂变火箭（如核热火箭和核脉冲火箭）是当前最具现实可行性的近地和太阳系内（如奥尔特云）探索工具。本章详细比较了这些技术的效率、安全性和推进剂要求。随后，我们将目光投向更具革命性的核聚变推进。我们分析了托卡马克（Tokamak）、仿星器（Stellarator）以及更紧凑的磁化目标聚变（MTF）装置在空间推进中的潜在布局。深入讨论了如何高效地将聚变反应产生的巨大能量转化为定向推力，包括磁约束等离子体喷流的优化设计。第四章：光帆与束流驱动系统对于质量要求极高的远距离任务，动量转换的效率至关重要。本章详细介绍了光帆（Solar Sails）的原理及其在低推力、长时间加速任务中的优势。我们探讨了如何利用太阳光或轨道激光器阵列提供持续的推力。更进一步，我们考察了束流驱动航行（Beam-Powered Propulsion），这是目前被认为最有希望实现“系外行星探测器”的途径之一。分析了聚焦激光束在近光速航行中的能量损失、光束发散控制和对帆体材料的极端要求。第五章：超越传统：反物质与零点能的理论探索反物质作为理论上能量密度最高的推进剂，其制造、储存和安全使用的挑战是本章的重点。我们评估了当前粒子加速器生产反物质的效率瓶颈，以及如何设计能够安全地引导和控制湮灭反应的磁约束系统。此外，本章也以批判性的眼光审视了关于“零点能”或“真空能量提取”的理论框架，讨论它们在当前物理学认知下的可行性边界。第四部分：长途生存的工程挑战跨越数十年甚至数百年的航行，对飞船本身和船员提出了前所未有的生存挑战。第六章：深空辐射的防护与生物影响星际空间充满了高能宇宙射线（GCRs）和太阳系外粒子。本章全面分析了这些辐射对电子设备和人类生理机能的累积损害。我们对比了被动屏蔽（如水箱、材料堆叠）和主动屏蔽（如等离子体或磁场偏转）的优缺点，并讨论了如何通过基因编辑或药物干预来增强宇航员的辐射耐受性。第七章：闭环生态与人工重力长期载人航行需要完全自给自足的生命支持系统。本书详细阐述了闭环生态系统（CELSS）的设计哲学，涵盖了水循环、空气再生以及食物生产（水培、气培）。同时，鉴于微重力对骨骼和肌肉的负面影响，我们对各种人工重力生成方案进行了建模分析，包括旋转栖息地（O'Neill Cylinder的变体）的结构稳定性、惯性矩计算以及动态平衡控制。第八章：星际导航、通信与任务自主性当飞船距离地球数光年时，实时的地面控制变得不可能。本章讨论了高度自主的星际导航系统，包括利用脉冲星信号进行定位和修正航向的方法。在通信方面，我们探讨了量子纠缠（作为信息传输媒介的局限性）与高增益激光通信阵列的性能比较，以及如何在飞船上集成高级人工智能，使其能够独立处理突发故障、重新规划航线，并管理船员的长期健康。结论：驶向未知的未来《星际航行的奥秘：理论与实践》不仅是一部技术手册，更是一部对人类探索精神的致敬。它以严谨的科学态度，勾勒出从理论构想到工程实现的长远路径。本书旨在为下一代航天工程师和科学家提供必要的工具和前瞻性的视野，确保人类的星际梦想，终将成为现实的航程。