Janice Vancleave's Energy for Every Kid

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出版者:
作者:VanCleave, Janice Pratt
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:
价格:21.95
装帧:
isbn号码:9781435275515
丛书系列:
图书标签:
  • 科学
  • 能源
  • 实验
  • 儿童
  • 青少年
  • 物理
  • 动手实践
  • STEM
  • 教育
  • 科普
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具体描述

探索宇宙的奥秘:一本关于天文学和空间科学的深度导览 本书旨在带领读者,无论年龄大小,踏上一场激动人心的宇宙探索之旅。我们将深入浅出地揭示浩瀚星空背后的科学原理、历史演变和前沿发现,构建一个全面而引人入胜的天文学和空间科学知识体系。 第一部分:仰望星空——我们身处的宇宙家园 本章将从我们最熟悉的景象——夜空开始,逐步拓展至太阳系,最终抵达遥远的银河系乃至可观测宇宙的边界。 1.1 夜空的奥秘与观测基础 我们将详细介绍肉眼可见的星体,包括恒星、行星、月亮和流星的本质。通过对古代文明如何利用星象进行导航、计时和宗教活动的探讨,展示人类对天空的早期理解。随后,本书将介绍基本的观测工具,如双筒望远镜和入门级天文望远镜的原理和使用方法,帮助读者亲手观测到月球的环形山、木星的四大卫星以及土星的光环。我们还将讲解星座的划分、著名的星图和如何利用天文APP辅助观测。 1.2 太阳系的构造与行星探秘 太阳系是我们的摇篮,本书将用详细的章节逐一解剖这八大行星(以及矮行星)。对于每颗行星,我们将深入探讨其地质构成、大气层特征、磁场、卫星系统和独特的探索任务。 水星与金星: 极端环境下的地球邻居,探讨它们失控的温室效应和潮汐锁定现象。 地球: 不仅仅是家园,更是一颗充满生命活力的行星,重点分析其宜居带的条件、板块构造与磁场的关键作用。 火星: 红色星球的过去与未来,从毅力号和好奇号的发现中,探究火星上是否存在过液态水和生命的痕迹,以及人类殖民的挑战。 木星与土星: 气态巨行星的宏伟结构,深入分析它们复杂的大气环流(如木星大红斑)、强大的磁场以及它们众多卫星(如木卫二、土卫六)上可能存在的地下海洋和奇异化学活动。 天王星与海王星: 冰巨星的神秘世界,探讨它们独特的轴向倾斜和甲烷吸收造成的天蓝色外观,以及它们的形成模型。 此外,本书还将专门开辟章节介绍太阳系内的小天体:小行星带(重点分析谷神星)、柯伊伯带(冥王星及其同伴)和奥尔特云,解释彗星的形成机制和周期性回归的规律。 1.3 恒星的生与死 恒星是宇宙中最基本的发光体。我们将详细阐述恒星的生命周期:从星际尘埃和气体组成的分子云的引力坍缩,到主序星阶段的核聚变过程(质子-质子链与CNO循环)。 恒星的分类与演化路径: 依据质量不同,恒星的最终归宿截然不同。我们将对比红矮星的漫长生命、类太阳恒星的红巨星阶段和白矮星的熄灭。 大质量恒星的壮丽终结: 深入探讨超新星爆发的物理机制(Ia型和II型),以及由此产生的宇宙中重元素(如金、铀)的产生和散播。 宇宙的终极残骸: 探讨中子星(包括脉冲星的精确计时能力)和黑洞(事件视界、奇点的理论模型),并介绍引力波天文学如何帮助我们直接探测这些极端天体的合并事件。 第二部分:银河的结构与宇宙的尺度 离开了太阳系,我们将视野投向我们所在的巨大星系,并着手理解宇宙的结构和演化史。 2.1 银河系的身份 本书将详细描述我们所处的银河系——一个巨大的棒旋星系。内容涵盖其主要组成部分:核心的银心(超大质量黑洞人马座A)、盘面(旋臂的结构与恒星形成区)、银晕(球状星团的分布)以及暗物质晕的证据。我们将介绍如何通过测量恒星和星际气体的多普勒频移来绘制银河系的旋转曲线,从而推导出暗物质的存在。 2.2 星系的多样性与演化 星系并非都是银河系的样子。我们将分类介绍星系的形态:椭圆星系、螺旋星系(包括无/有棒状结构)、不规则星系。重点分析星系团和超星系团的形成过程,以及星系间的引力相互作用如何驱动星系的合并与演化。活跃星系核(AGN)、类星体和射电星系等高能现象的物理机制也将被深入解析。 2.3 宇宙学的宏大叙事 进入宇宙学的范畴,本书将梳理现代宇宙学的两大支柱: 大爆炸理论的证据: 详细阐述宇宙微波背景辐射(CMB)的发现、哈勃膨胀定律及其红移的意义,以及轻元素(氢、氦)的丰度证据。 暗物质与暗能量: 它们占据了宇宙总质能含量的95%,但本质仍是谜团。我们将介绍目前主流的候选理论(如WIMPs)以及实验寻找它们的最新进展,并探讨暗能量如何驱动宇宙加速膨胀的理论模型(如ΛCDM模型)。 宇宙的未来: 根据不同的能量密度参数,探讨宇宙最终可能面临的“大撕裂”、“大冻结”或“大挤压”等情景。 第三部分:太空探索与前沿科技 本章将目光聚焦于人类利用科技拓展认知边界的努力,从早期的火箭技术到未来的深空殖民计划。 3.1 航天工程的基础 我们将概述火箭推进的基本原理,包括牛顿第三定律在轨道力学中的应用、霍曼转移轨道、逃逸速度和轨道速度的概念。随后,追溯载人航天和无人探测器的历史里程碑,从斯普特尼克到阿波罗计划,再到国际空间站(ISS)的长期驻留。 3.2 深空探测:行星际任务的挑战与成就 本节详述对太阳系内各个天体进行探测的代表性任务: 火星漫游车系列: 探索过程中的科学发现和工程难题。 木星和土星的轨道器: 如“伽利略号”、“卡西尼号”带来的革命性数据。 新视野号: 穿越冥王星并继续向柯伊伯带深处飞行的壮举。 3.3 搜寻地外生命(Astrobiology) 这是天文学中最引人入胜的前沿领域之一。我们将讨论生命的“必需品”(液态水、能源、有机分子)在宇宙中的普遍性。内容包括: 系外行星的发现: 开普勒和TESS任务如何通过凌日法和径向速度法筛选出数千颗系外行星,以及对宜居带行星的筛选标准。 系外行星的大气分析: 詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)如何通过透射光谱法寻找大气中的生物标记(如氧气、甲烷)。 SETI计划: 搜索地外文明的努力,以及“费米悖论”的多种解释。 3.4 观天工具的未来 展望未来几十年,本书将介绍下一代大型地面望远镜(如ELT、TMT)和空间望远镜的设计目标,重点探讨它们将如何解决当前宇宙学中的重大未解之谜,并帮助我们构建更精确的宇宙模型。 通过对这些深度主题的系统梳理,本书旨在为读者建立一个坚实的、与时俱进的宇宙学知识框架,激发对科学探索的持久热情。

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读后感

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用户评价

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这本书简直是为我家那个充满好奇心的小家伙量身定做的!我们家那个小屁孩,对周围的一切都充满了“为什么”,尤其是涉及到那些看不见摸不着的力量。我给他买过不少科普书,但很多都停留在理论层面,晦涩难懂,读起来就像在啃一本枯燥的教科书。然而,这本关于“能量”的书,完全不一样。它没有那些复杂的公式或者生僻的词汇,而是用一种非常生动、贴近孩子日常生活的例子来解释能量的本质。比如,它会用“拔河比赛”来比喻动能和势能的区别,或者用“小木偶在斜坡上滑下来”来解释能量的转化。我最喜欢的一点是,它鼓励孩子动手实践。书里有一系列的安全小实验,比如用气球摩擦头发制造静电,或者搭建一个简单的太阳能小装置。这些实践活动不仅让孩子对抽象的科学概念有了直观的认识,更重要的是,极大地激发了他探索世界的欲望。读完一个章节,他总是迫不及待地跑去客厅或者后院,试图重现书中的场景,嘴里还念念有词地讨论着“这是不是就是动能的释放?”这种学习的乐趣和成就感,是单纯听我讲解完全无法比拟的。这本书的排版也很友好,色彩鲜明,插画风格活泼可爱,完全没有传统科普读物的刻板印象,让孩子在轻松愉快的氛围中吸收知识。对于那些想要培养孩子科学思维的家长来说,这本书绝对是不可多得的入门指南。

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说实话,我原本对这种面向“每一个孩子”的科普读物抱持着相当高的怀疑态度。通常,这类书籍为了追求普适性,往往在深度上有所欠缺,内容显得浮于表面,读完后感觉像是蜻蜓点水,什么也没真正沉淀下来。然而,这本书完全颠覆了我的看法。它巧妙地找到了一个平衡点——既保证了科普的严谨性,又保持了对初学者极大的友好度。我注意到,作者在讲解一个概念时,会非常耐心地从最基础的现象入手,层层递进,绝不跳跃。例如,在解释热能时,它不仅仅停留在“温度”这个概念上,还会深入探讨分子层面的振动,但这些复杂的描述都被巧妙地包装在了有趣的故事和类比之中,确保即便是刚开始接触科学的小朋友也能理解其内在逻辑。这本书的叙事节奏把握得极佳,它不会一次性倾倒所有的知识点,而是像一个经验丰富的老师,知道什么时候应该停下来提问,什么时候应该给出启发性的引导。我发现,我家那个原本对物理学科抱有畏惧心理的孩子,在读完几章后,看待日常生活中的现象都变得不一样了。他开始主动观察水烧开时的蒸汽,思考为什么冰块会融化,这些都是以前从未有过的探究精神的萌芽。这本书的价值,不仅仅在于传授知识,更在于构建了一套科学的思考框架。

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我们家居住在乡村,周围的自然环境提供了绝佳的户外学习场所。坦白说,很多科普书的例子都基于城市生活,比如汽车、电器等等,对于我们来说,有些脱节。但这本书的包容性令人耳目一新。它将能量的概念延伸到了更广阔的自然界中。比如,它会详细解释为什么向日葵总是追逐太阳,这背后蕴含的光合作用中的光能转化;也会讨论风力、水流这种自然界最原始的动能来源。我带着孩子在河边观察水流推动水车的效率,然后回头对照书中的图示,那种学习的代入感是无与伦比的。这本书对“可持续性”的探讨也值得称赞,它没有回避当代社会面临的能源挑战,而是用一种积极向上的态度,引导孩子思考如何更智慧地利用自然赋予我们的能量。这种对环境责任感的潜移默化教育,是很多纯粹讲授物理原理的书籍所不具备的深度。这本书的语言风格如同一个亲切的长辈在娓娓道来,没有说教,只有引导,让你心甘情愿地跟随它的节奏,探索这个充满能量的世界。

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我购买这本书的初衷,是希望孩子能建立起对科学的敬畏之心,而不是仅仅学会一些死记硬背的知识点。这本书在培养这种“科学素养”方面,表现得尤为出色。它不仅关注“是什么”,更深入探讨了“为什么”和“怎么办”。比如,在讨论光能时,书中会穿插一些关于不同文化如何理解光能的历史小插曲,这极大地拓宽了孩子的视野,让他们明白科学是人类文明发展的重要组成部分。同时,书中对“能量的不可再生性”这个主题的讨论,处理得非常成熟和审慎。它没有制造恐慌,而是以一种理性的、基于事实的方式,鼓励孩子思考能源的未来走向,并激发他们对创新解决方法的兴趣。我发现,这本书的价值在于它塑造了一种积极的、面向未来的学习态度。它教会孩子,面对一个未知的、复杂的能量问题时,应该如何运用观察、假设、实验和验证这套科学方法论去拆解和解决它。这比任何单一的知识点都重要得多。这本书读完之后,孩子不再满足于表面的解释,他开始主动去探究事物背后的驱动力,这标志着他真正的科学思维开始萌芽。

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我是一名教育工作者,长期以来都在寻找那种能够真正激发学生内在学习动力的辅助材料。市面上的教辅资料固然多,但大多缺乏灵气和趣味性,往往让孩子们在被迫学习中感到压力倍增。这本关于能量的书,在我眼中,简直就是一场及时的甘霖。我将其引入我们小组的课外阅读活动中,效果令人惊喜。它的结构设计非常出色,每一单元都紧密围绕一个核心的能量主题展开,但讲解方式却极其灵活多变。我特别欣赏它对不同形式能量之间相互转换的细腻刻画。它没有把能量看作是孤立的个体,而是强调它们是一个相互关联、不断转化的系统。比如,它用一个“发电厂”的简化模型,清晰地展示了化学能如何通过燃烧转化为热能,再通过涡轮机转化为机械能,最后变成电能的过程,这个过程的逻辑链条极其清晰。更让我感到赞叹的是,书中对能量守恒定律的阐述,它是通过大量的实例来佐证这一基本物理定律的普适性,而不是生硬地抛出一个定义。我的学生们反馈,这本书让他们感受到了科学的“力量”——那种可以解释世间万物的秩序和美感。它真正做到了将抽象的物理概念“人性化”,让科学不再是高高在上的理论,而是触手可及的日常体验。

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