60秒學物理學常識

內(nèi)容概要

　　物理學的研究對象遠到宇宙深處，近到咫尺方寸，大到廣袤蒼穹，小到微觀粒子，一切物質(zhì)存在的基本形式及其性質(zhì)和運動規(guī)律都在其中，是名副其實的“萬物之理”，它吸引了眾多科普愛好者。
　　這本小冊子精選自《科學美國人》的“60秒科學”欄目，以簡潔輕快的語言將物理學的重要概念、前沿資訊及趣聞軼事惟妙惟肖地展示在了我們眼前。書中內(nèi)容分為物質(zhì)、量子理論、光、相對論、力和能量6個部分，脈絡(luò)清晰、通俗易懂。本書是一本不可多得的物理科普書，可供廣大讀者初步了解物理學的知識體系。

作者簡介

　　Brian Clegg
先后獲得劍橋大學物理學學士學位及自然科學碩士學位?！蹲匀弧芳啊缎l(wèi)報》等多家媒體的專欄及評論作家。著有多部物理學科普書籍，包括Before
the Big Bang: The Prehistory of Our Universe、 A Brief History of
Infinity、 The First Scientist: A Life of Roger Bacon、 Light Years:
A Exploration of Mankind's Enduring Fascination with Light及Upgrade
Me: Our Search for Human 2.0。

書籍目錄

第1章 　物質(zhì)　　
　1.1　材質(zhì)　　
　1.2　布朗運動　　
　1.3　原子結(jié)構(gòu)　　
　1.4　同位素與中子　　
　1.5　忘掉行星模型吧　　
　1.6　反物質(zhì)　　
　1.7　夸克　　
　1.8　固體　　
　1.9　液體　　
　1.10　氣體　　
　1.11　等離子體　　
　1.12　粒子園　　
　1.13　弦論　　
　1.14　膨脹的宇宙　　
　1.15　暗物質(zhì)　　
　1.16　暗能量　　
　1.17　大爆炸　　
　1.18　多元宇宙和彈性膜　　
第2章 　量子理論　　
　2.1　量子　　
　2.2　紫外災難　　
　2.3　愛因斯坦和光電效應(yīng)　　
　2.4　波/ 　粒二象性　　
　2.5　幾率問題　　
　2.6　不確定性原理　　
　2.7　隧道效應(yīng)　　
　2.8　疊加和量子貓　　
　2.9　哥本哈根解釋　　
　2.10　很多個世界　　
　2.11　電子學　　
　2.12　糾纏現(xiàn)象　　
　2.13　量子電動力學　　
　2.14　量子實在　　
　2.15　黑洞　　
第3章 　光　　
　3.1　視覺的機制　　
　3.2　對光的早期認識　　
　3.3　電磁波譜　　
　3.4　顏色　　
　3.5　光波　　
　3.6　光子　　
　3.7　反射　　
　3.8　折射　　
　3.9　透鏡　　
　3.10　最小作用原理　　
　3.11　光的速度　　
　3.12　最早的望遠鏡　　
　3.13　望遠鏡漸趨成熟　　
　3.14　對望遠鏡的進一步認知　　
　3.15　顯微鏡　　
　3.16　量子透鏡　　
　3.17　偏振　　
　3.18　紅移　　
　3.19　激光　　
　3.20　全息圖　　
　3.21　讓光停步　　
　3.22　比光更快　　
第4章 　相對論　　 　
　4.1　伽利略的相對論　　
　4.2　狹義相對論　　
　4.3　雙胞胎悖論　　
　4.4　同時性　　
　4.5　時間旅行　　
　4.6　時間旅行者在哪里　　
　4.7　E=mc2　　
　4.8　等效性　　
　4.9　廣義相對論　　
第5章 　力　　
　5.1　力　　
　5.2　場，還是粒子　　
　5.3　超距作用　　
　5.4　引力　　
　5.5　軌道和離心力　　
　5.6　電磁學　　
　5.7　靜電　　
　5.8　電流　　
　5.9　磁體　　
　5.10　強核力　　
　5.11　弱核力　　
　5.12　放射性　　
　5.13　核裂變　　
　5.14　核聚變　　
第6章 　能量　　
　6.1　功和能　　
　6.2　功率　　
　6.3　動能　　
　6.4　勢能　　
　6.5　繼續(xù)前行：運動、速率和速度　　
　6.6　動量　　
　6.7　加速度　　
　6.8　擲球　　
　6.9　摩擦力　　
　6.10　杠桿　　
　6.11　彈簧和擺　　
　6.12　溫度　　
　6.13　熱　　
　6.14　溫室效應(yīng)　　
　6.15　熱膨脹　　
　6.16　改變物相　　
　6.17　熱力學　　
　6.18　熱機　　
　6.19　熵　　
　6.20　聲音　　
　6.21　能量密度　　
　6.22　太陽能　　
附錄A　　　
附錄B　　　

章節(jié)摘錄

　　基礎(chǔ)知識 原子就像小孩子：它們總是動個不停，永遠不會徹底安靜下來?？梢姾?觀世界與微觀世界之間存在著顯著的對比。注視一杯水，水似乎是靜止不動 的，但是在液體內(nèi)部，水分子正在狂野地舞動。1827年，一位叫做羅伯特·布朗的蘇格蘭植物學家，在研究月見草的花 粉顆粒時，令其懸浮于顯微鏡下的水滴中。他發(fā)現(xiàn)微小的花粉顆粒一直在上 躥下跳，動個不停。這種運動看起來毫無秩序可言，其運動方式?jīng)]有什么規(guī)律。實際上，花 粉顆粒的舞動確實是混亂無序的。這種不規(guī)則的舞動稱為布朗運動，但是在 阿爾伯特·愛因斯坦將其與原子行為聯(lián)系起來之前，它還只是一種奇異的現(xiàn) 象而已。前沿資訊 愛因斯坦在1905年完成了三篇偉大的論文。關(guān)于相對性和光電效應(yīng)的著 述為他贏得了聲望，但第三篇關(guān)于布朗運動的文章也絕對是同樣重要的。到 那時為止，原子的概念完全是理論性的。但是愛因斯坦指出，花粉顆粒的舞 動是由很多個水分子的隨機影響所導致的。愛因斯坦利用布朗運動說明，使 小顆粒漂浮的液體是由難以計數(shù)的劇烈運動的分子所組成的?；A(chǔ)知識 在證明原子確實存在后，人們很快（快到令人吃驚）就發(fā)現(xiàn)“原子”（意 味著不可再分）這個名字實際上是不準確的。盡管布朗運動表明原子和分子 都是真實存在的，但顯然原子并非不可再分。1895年，英國科學家約瑟夫·約翰·湯姆森發(fā)現(xiàn)原子中有一種帶負電荷 的粒子，并將其命名為電子。他設(shè)想原子就像是灑滿了葡萄干的布丁。葡萄 干就是電子，布丁的其余部分帶正電荷并與其中和因而原子本身不帶電荷。前沿資訊 新西蘭科學家恩斯特·盧瑟福推翻了湯姆森的葡萄干布丁模型。盧瑟福 的想法是，將其他粒子打進一個原子中，看看它們有什么反應(yīng)；這就像是將 一個球反復擲向某個看不見的物體，通過觀察球的反彈情況來推測該物體的 結(jié)構(gòu)。他所使用的球是阿爾法粒子，即氦原子的原子核。當這些粒子撞擊到 涂有熒光材料的屏幕上時，就可以被檢測到。如果原子如同湯姆森所設(shè)想的 一般，那么強勁的阿爾法粒子應(yīng)該會從中穿過。絕大多數(shù)粒子確實是這樣的，但是偶爾會有一個反彈回來。這個意料之外的結(jié)果使盧瑟福認識到，原子 有一個體積小、密度大、帶正電荷的核，它使阿爾法粒子反彈回來。他由此 確立了我們所熟悉的原子像一個太陽系的觀念，即帶正電荷的原子核位于中 心，帶負電荷的電子在它周圍游蕩。P4-7

媒體關(guān)注與評論

“本書用清晰、易于理解的方法深入探討了一些物理學中有爭議且極為復雜的問題，僅憑這一點，就將吸引專業(yè)的研究人員和廣大普通讀者。”——《出版人周刊》“本書詳細闡釋了這些光怪陸離的物理現(xiàn)象及其改變我們生活的方式。”——《科技新時代》“本書是一本通俗簡潔的入門書，講解了量子糾纏理論及其無限精彩的引申概念。”——《物理世界》

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