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出版者:

作者:北京师范大学出版社 编

出品人:

页数:120

译者:

出版时间:2009-5

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787303102259

丛书系列:

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• 高中物理
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科技前沿探索：现代物理学导论 本书导读：洞悉宇宙的宏大叙事与微观世界的精妙结构 在人类文明的长河中，对自然规律的探索从未停歇。从伽利略对落体运动的精确测量，到牛顿对万有引力的深刻洞察，再到爱因斯坦对时空本质的颠覆性重构，物理学始终站在认知世界的最前沿。本书《科技前沿探索：现代物理学导论》并非专注于高中阶段的同步教学与练习，而是旨在为求知者提供一幅跨越经典物理边界、深入当代物理学核心思想的宏伟蓝图。 本书聚焦于那些正在塑造我们未来世界的关键理论和新兴领域，力求以严谨的逻辑和生动的阐述，带领读者穿越二十世纪的革命性浪潮，直抵二十一世纪物理学研究的最热点。 第一部分：世纪的转折——相对论与量子力学的基石 本部分将细致剖析二十世纪初物理学的两大支柱——相对论和量子力学，这些理论彻底颠覆了我们对时间和空间的传统观念，并揭示了物质世界在最基本层面的运作规律。 第一章：时空的新疆域——狭义与广义相对论 我们将从爱因斯坦的两个基本假设出发，系统阐述狭义相对论。重点探讨洛伦兹变换如何取代伽利略变换，速度的叠加原理、时间膨胀、长度收缩的直观理解，以及著名的质能关系式 $E=mc^2$ 的深刻含义。我们不仅会展示这些概念在高速粒子物理中的应用，还将探讨其在现代导航技术（如GPS系统）中的实际意义。 随后，我们将迈入更深邃的领域——广义相对论。本书将详尽解析引力的几何本质，即物质如何弯曲时空，以及时空如何告诉物质如何运动。我们将讨论黑洞的形成机制、引力透镜效应的观测证据，以及引力波的探测历史和意义。对爱因斯坦场方程的介绍将保持在概念层面，强调其在理解宇宙学尺度现象中的核心作用。 第二章：微观世界的幽灵——量子力学的奇特规律 量子力学是理解原子、分子乃至基本粒子行为的必备工具。本章从黑体辐射和光电效应引入量子化的概念，过渡到玻尔模型对原子能级的解释。核心内容将围绕薛定谔方程及其在描述波函数、概率幅中的应用。 我们将深入探讨量子叠加态、不确定性原理（海森堡测不准关系）的哲学和物理含义。对量子纠缠现象的阐述将是本章的亮点，它揭示了“幽灵般的超距作用”，并为量子计算和量子通信的未来奠定了理论基础。虽然不涉及复杂的算符代数，但对波粒二象性、量子隧穿效应的物理图像描绘将力求清晰透彻。 第二部分：物质的构成与力的统一 在理解了时空和微观粒子的基本行为后，本部分将聚焦于构成物质的粒子及其相互作用力——标准模型的建立与挑战。 第三章：粒子物理学的标准模型 本章系统梳理标准模型的三大组成部分：物质粒子（费米子，包括夸克和轻子）、力的传递粒子（玻色子，如光子、W/Z玻色子、胶子）以及希格斯机制。我们将以清晰的图表展示夸克禁闭现象、强相互作用的特点，以及弱相互作用在放射性衰变中的角色。对标准模型成功的检验（如高能对撞实验）和其对中微子质量的解释将进行重点讨论。 第四章：超越标准模型——四大基本力的统一之路 标准模型虽然取得了巨大成功，但它并非终极理论。本章探讨标准模型遗留的问题，如引力的量子化难题、暗物质和暗能量的存在性问题。我们将概述电弱统一理论的建立过程，并探讨大统一理论（GUTs）和超弦理论等前沿猜想的基本思想，旨在展示物理学家们为构建一个更完整、更优雅的万有理论所做的持续努力。 第三部分：宇宙的尺度与终极命运 本部分将视野扩展至整个宇宙，结合相对论、粒子物理学和观测天文学的最新成果，探讨宇宙的起源、演化和未来。 第五章：宇宙学的新篇章 本书将以大爆炸理论为核心，结合宇宙微波背景辐射（CMB）的观测证据，重建宇宙自诞生以来的演化史。重点分析哈勃定律和宇宙膨胀的发现，并详细解释暗能量如何驱动当前宇宙加速膨胀的惊人事实。对于暴胀理论的引入，旨在解释早期宇宙的均匀性和平坦性问题。 第六章：前沿与未来展望 本章将简要介绍当前物理学研究中最热门的几个方向： 1. 量子信息与计算： 探索量子比特的概念，量子纠错的基本思路，以及量子计算机相对于经典计算机的潜在优势。 2. 弦论与膜世界： 作为一个理论框架，简要介绍其如何尝试统一量子力学和广义相对论，以及“额外维度”的概念。 3. 凝聚态物理的突破： 简述拓扑绝缘体、高温超导等在材料科学和能源领域可能带来的革命性应用。 本书的结构设计，旨在引导读者从宏观现象出发，逐步深入到微观粒子的基本规律，最终将视野拉回到宇宙的整体结构。它强调物理概念的逻辑推导与哲学意义的探讨，而非侧重于繁复的数学计算或高中课纲的解题技巧。本书的目标是激发读者对物理世界本质的好奇心，理解现代科学是如何一步步揭示我们所处这个奇妙宇宙的内在机制。读者在阅读过程中，将感受到物理学的魅力——它不仅是精确的科学，更是人类想象力与逻辑思维的极致体现。

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这套教材的排版设计真是让人眼前一亮，色彩搭配沉稳又不失活力，阅读起来丝毫没有传统教辅资料那种枯燥乏味的感觉。特别是那些公式的推导过程，用图文并茂的方式呈现，清晰直观，即便是初次接触复杂概念的学生，也能很快抓住重点。我记得有一次为了弄懂一个电磁感应的难题，翻遍了手头的资料都不甚明了，最后还是借助这套书里的插图，瞬间茅塞顿开。书中的例题选取也很有代表性，往往是历年高考中出现的经典题型，而且对解题思路的剖析非常到位，不仅仅是给出一个标准答案，更是引导我们去思考背后的物理原理，培养我们独立解决问题的能力。而且，纸张的质感也非常好，拿在手里沉甸甸的，感觉非常扎实可靠。作者对细节的把控，真的体现了其深厚的教学功底和对学生学习习惯的深刻理解。总而言之，这是一本从内到外都散发着专业气息的优秀读物，绝对是高中物理学习路上的得力助手。

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关于配套的习题部分，我必须给予高度评价。很多教辅书的习题要么太简单，流于表面，要么就是难度凭空拔高，脱离实际教学需求。但这里的练习题，完美地平衡了难度梯度。基础的巩固练习，用以检验学生对基本概念和公式的掌握程度，做得非常到位，不多不少，刚刚好让你形成肌肉记忆。而那些挑战性的综合大题，更是妙趣横生，它们往往巧妙地将两个或三个不同章节的知识点融合在一起，迫使你进行跨模块的思维整合。我特别喜欢它对错题的分析，不是简单地指出错误所在，而是会模拟出几种常见的错误思维路径，让你清晰地看到自己错在哪里，错的原因是什么，从而进行精准的自我修正。这种“对症下药”式的反馈机制，比单纯做题本身重要得多。可以说，不做完这里的习题，就等于没有真正掌握这门学科。

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我得说，这套书的章节划分逻辑简直是教科书级别的严谨。它没有急于求成，而是遵循了高中物理知识体系由浅入深、循序渐进的自然规律。从最基础的力学概念讲起，到后期的电磁学和光学，每一步过渡都衔接得天衣无缝，让人感觉知识点之间的关联性非常强，而不是零散的一堆碎片信息。这种结构安排极大地帮助了我建立起一个完整的知识框架。比如，它将牛顿运动定律和能量守恒放在一起对比讲解，立刻就能发现它们在处理不同类型问题时的优劣势。我过去总是觉得热力学和振动学是两个孤立的板块，但读完这部分内容后，才意识到它们背后共通的数学模型和思想方法。这种系统性的梳理，对于准备高强度应试的学生来说，简直是福音，因为它能确保你不会因为知识点遗漏而“挖坑”。感觉作者在编排顺序时，是站在一个经验丰富的高手角度，精心设计了这场知识的“闯关之旅”。

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这本书的语言风格简直是反套路典范，完全没有那种严肃刻板的“教书匠腔调”。作者似乎非常善于用生活化的例子来解释那些抽象的物理定律，读起来感觉像是在听一位知识渊博的学长在旁边耐心讲解，亲切又充满启发性。举个例子，讲解波的干涉现象时，他没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过描述两个水波相遇时的情景，让人身临其境地体会到“相长干涉”和“相消干涉”的物理图像。这种叙述方式极大地降低了学习的心理门槛，让原本感觉遥不可及的微观世界变得触手可及。每次拿起书本，都像是在进行一次愉快的智力探索，而不是面对一项艰巨的任务。对于那些对物理有畏难情绪的同学来说，这本书的阅读体验无疑是最好的“心理按摩”。

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我关注的重点在于其对新课标和前沿考点的把握程度，这一点上，这套书表现出了超前的洞察力。它不仅涵盖了所有传统的高考核心内容，更在一些前沿探究性实验和新定义物理量方面做了深入的拓展。比如，对于量子力学的初步介绍部分，虽然篇幅不长，但给出的背景介绍和核心思想提炼得极其精炼和准确，为未来深入学习打下了坚实的思维基础。这种对未来趋势的预判和提前布局，使得学生在面对新高考模式下的探究性试题时，不会感到措手不及。这不仅仅是一本“刷题工具”，更是一本能够拓宽学生视野、培养科学素养的“思想启蒙读物”。它教会我们的，是如何用物理学的思维去观察和理解这个世界，远比单纯的分数重要得多。

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