千奇百怪的为什么（绿色卷） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:禹田文化

出品人:

页数:223

译者:

出版时间:2008-4

价格:16.80元

装帧:

isbn号码:9787540937928

丛书系列:

图书标签:

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探寻宇宙的微观脉动：原子与量子世界的奥秘 书名：《微观之镜：物质的终极结构与量子纠缠的奇景》 内容简介： 本书旨在带领读者深入探索物质世界最深层的秘密——原子内部的结构、基本粒子的行为，以及支配它们运动的量子力学原理。这不是一本为物理学专业人士准备的教科书，而是一部面向所有对世界本源充满好奇心的求知者的科普巨著。我们致力于揭开那些在宏观世界中看似坚不可摧的实体，在微观尺度下如何展现出令人震撼的、反直觉的“幽灵般的远距作用”。 第一部分：从古典到量子的革命性飞跃 第一章：物质的基石——原子理论的演进 我们将从古代哲学家对“不可分割的粒子”的猜想到十七世纪炼金术士的尝试，追溯人类理解物质构成的漫长历程。重点聚焦于道尔顿的原子论如何为现代化学奠定基础。随后，我们将详细剖析电子的发现（汤姆逊的阴极射线实验）如何宣告了原子并非不可分割的实体，并引出卢瑟福的“行星模型”——一个革命性的突破，揭示了原子内部存在着一个极其微小、致密的原子核。 第二章：波粒二象性的诞生与光子的困境 本章深入探讨光学的历史性难题：光究竟是波还是粒子？从惠更斯到牛顿的争论，最终引向普朗克的黑体辐射实验，这个看似微不足道的实验，却孕育了“能量量子化”的革命性概念。我们将细致解读爱因斯坦如何利用光量子（光子）的概念成功解释了光电效应，彻底颠覆了传统物理学的连续性观念。读者将理解，在微观层面，能量的传递并非平滑流动，而是像乐高积木一样，由一份份最小的“份量”构成。 第三章：玻尔的设想与能级的秩序 尽管卢瑟福模型在描述原子结构上取得了成功，但它无法解释原子光谱为何是分立的线状光谱而非连续光谱。本章将详细阐述尼尔斯·玻尔提出的原子模型——一个将量子化概念引入原子结构的里程碑。我们将解析电子如何在特定的、不连续的轨道（能级）上运行，以及原子如何吸收或释放特定频率的光子来实现能级间的跃迁。这为化学键的形成和元素的特性提供了第一个坚实的理论框架。 第二部分：深入量子力学的核心原理 第四章：薛定谔的波动方程与概率的统治 经典物理学可以精确预测一个抛出物体的未来轨迹，但量子力学却无法做到这一点。本章引入海森堡的测不准原理——认识到我们永远无法同时精确测量一个粒子的位置和动量。随后，我们将进入量子力学的核心数学工具——薛定谔方程。我们将以直观的方式解释波函数的物理意义：它不是描述粒子本身，而是描述找到该粒子的概率密度。原子中的电子不再是围绕原子核旋转的小球，而是弥散在特定区域内的“电子云”。 第五章：隧穿效应——穿越不可逾越的障碍 在经典物理学中，如果一个粒子没有足够的能量跨越一座能量势垒，它就永远无法到达另一侧。然而，量子世界却展示了令人难以置信的“穿墙术”——量子隧穿效应。本章将通过详尽的类比和图解，解释电子如何“借用”概率来穿过能量壁垒。我们将探讨这项现象在自然界中的重要性，例如恒星内部的核聚变反应，以及在现代技术中的应用，如扫描隧道显微镜（STM）。 第六章：自旋与泡利不相容原理 粒子的“自旋”是其内在的、无法用经典概念完全解释的角动量。本章将介绍泡利不相容原理——一项至关重要的规则，它规定了两个全同的费米子（如电子）不能同时占据完全相同的量子态。正是这个简单的规则，塑造了元素周期表的结构，决定了物质的化学稳定性，并解释了为什么原子会形成复杂的多层结构，而非所有电子都挤在最低能级上。 第三部分：超越直觉的量子现象 第七章：纠缠态——爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用” 本章将聚焦于量子纠缠现象，这是量子力学中最迷人也最违反直觉的特性。当两个粒子以特定的方式关联起来时，无论它们相隔多远，测量其中一个粒子的状态，会瞬间影响另一个粒子的状态。我们将讨论贝尔不等式的意义，它从实验上证实了量子力学的非定域性预测，并探讨纠缠态在量子计算和量子保密通信领域中的巨大潜力。 第八章：量子场论的初步窥探 为了更完善地描述粒子和力的交互作用，物理学家发展了量子场论（QFT）。本章将概述标准模型的基本框架——将粒子视为量子场的激发态。我们将简要介绍电子、夸克以及传递力的玻色子（如光子、胶子、W和Z玻色子），并探讨希格斯机制如何赋予基本粒子质量。这部分内容将帮助读者理解，我们所见的“粒子”实际上是宇宙基本场的涟漪。 结语：未解之谜与未来的探寻 本书在回顾了微观物理学的辉煌成就后，也将展望尚未解决的重大难题：如何将量子力学与广义相对论（描述引力的理论）统一起来？暗物质和暗能量的本质是什么？本书旨在激发读者对这些前沿课题的兴趣，鼓励他们在理解了微观世界的基础之后，继续追问宇宙的终极奥秘。 --- 《微观之镜：物质的终极结构与量子纠缠的奇景》 是一次深入物质核心的哲学与科学之旅。它将迫使读者重新审视“实在”的定义，在概率与确定性、局域性与非局域性之间架起沟通的桥梁。

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