電學(xué)與磁學(xué)

前言

　　1945年，兩枚核彈終結(jié)了第二次世界大戰(zhàn)，這是對物理學(xué)威力的一次展示，讓人惶恐而又令人信服。由世界上最杰出的一些科學(xué)頭腦醞釀出的這次核爆炸摧毀了廣島和長崎這兩座日本城市，迫使日本不得不無條件投降。應(yīng)該說，物理學(xué)和物理學(xué)家的身影貫穿于第二次世界大戰(zhàn)的始終，而原子彈只是最生動的一個例子。從那些用于炸壩的在水中跳躍前進(jìn)的炸彈，到那些感應(yīng)到船體出現(xiàn)便發(fā)生爆炸的水下魚雷，第二次世界大戰(zhàn)實(shí)際上也是一場科學(xué)的較量。　　第二次世界大戰(zhàn)讓所有人，包括那些多疑的軍事領(lǐng)導(dǎo)人相信，物理學(xué)是一門很重要的科學(xué)。然而，物理學(xué)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)延伸到了戰(zhàn)場之外，物理學(xué)原理幾乎關(guān)系到世界的每個部分，觸碰了人們生活的方方面面。颶風(fēng)、閃電、汽車引擎、眼鏡、摩天大廈、足球，甚至包括我們怎么走、怎么跑，所有這一切都要服從科學(xué)規(guī)律的安排。　　在諸如核武器這樣的話題或者有關(guān)宇宙起源的最新理論面前，物理學(xué)和我們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)系往往顯得黯然失色?！拔覀兪澜缰械奈锢怼边@套叢書的目標(biāo)就是去探究物理學(xué)應(yīng)用的各個方面，描述物理學(xué)如何影響科技、影響社會，如何幫助人們理解宇宙及其各個相互聯(lián)系的組成部分的性質(zhì)和行為。叢書覆蓋了物理學(xué)的主要分支，包括如下主題：　　◆力學(xué)與動力學(xué)　　◆電學(xué)與磁學(xué)　　◆時間與熱動力學(xué)　　◆光與光學(xué)　　◆原子與材料　　◆粒子與宇宙　　“我們世界中的物理”叢書的每一冊都闡釋了有關(guān)某個主題的基本概念，然后討論了這些概念的多種應(yīng)用。雖然物理學(xué)是數(shù)學(xué)類學(xué)科，但這套叢書主要聚焦于思想的表達(dá)，而數(shù)學(xué)知識并不是重點(diǎn)，書中只涉及一些簡單的等式。讀者并不需要具備專門的數(shù)學(xué)知識，當(dāng)然，對于初等代數(shù)的理解在有些時候還是很有幫助的。實(shí)際上，每一冊可以討論的話題的數(shù)量幾乎是無限的，但我們只能選取其中的一部分。令人遺憾的是，不少有趣的東西就這樣不得不被省略掉。然而，叢書的每一冊都涉獵了非常廣泛的材料?！　∥以?jīng)參加過一個討論會，會上一位年輕學(xué)生問教授們，是否需要備有最新版本的物理教科書。有一位教授回答說，不，因?yàn)槲锢韺W(xué)的原理“多年來一直沒有改變”。這個說法大體上是對的，但這只是對物理學(xué)的效力的一個證明。物理學(xué)的另一個支撐來源于建立在這些原理之上的令人吃驚的諸多應(yīng)用，這些應(yīng)用仍在不斷擴(kuò)展和變化，其速度之快非同尋常。蒸汽機(jī)已經(jīng)讓位給了用在跑車和戰(zhàn)斗機(jī)上的強(qiáng)大內(nèi)燃機(jī)，而電話線也正在被光導(dǎo)纖維、衛(wèi)星通訊和手機(jī)等取代。這套叢書的目標(biāo)就是鼓勵讀者去發(fā)現(xiàn)物理學(xué)在各個方面、各個領(lǐng)域所起的作用，現(xiàn)在的、過去的以及不遠(yuǎn)的將來的……

內(nèi)容概要

　　電磁學(xué)是研究電、磁和電磁的相互作用現(xiàn)象及其規(guī)律和應(yīng)用的物理學(xué)分支學(xué)科。人們從很早就認(rèn)識了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象。但是，人類對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究卻是在歐洲文藝復(fù)興之后逐漸發(fā)展起來的，到了19世紀(jì)，才真正建立了比較完整的電磁學(xué)理論?！　‰姶艑W(xué)的研究對人類社會的進(jìn)步有巨大的影響。在當(dāng)前出現(xiàn)的新技術(shù)中，與電磁學(xué)息息相關(guān)的微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)扮演著十分重要的角色，它們廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，正在給我們的生活帶來前所未有的變化?！　P爾·柯克蘭德博士所著的《電學(xué)與磁學(xué)》對電磁學(xué)的基本理論進(jìn)行了通俗易懂的講解，同時利用物理學(xué)定律解釋了生活中的各種有趣的現(xiàn)象，對生活中的很多電氣設(shè)備，比如收音機(jī)、電視機(jī)等從物理學(xué)原理方面做了詳細(xì)的介紹?！　　峨妼W(xué)與磁學(xué)》涉及生活中的各個方面，力求從多方面闡述電磁學(xué)定律在生活中的應(yīng)用，以及電磁學(xué)在生活中的重要作用。

作者簡介

作者：（美國）凱爾·柯克蘭德 譯者：王瑤凱爾·柯克蘭德博士，1998年在賓夕法尼亞大學(xué)獲得神經(jīng)科學(xué)的博士學(xué)位.主要研究方向是視覺系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。他的跨學(xué)科背景和興趣促使他發(fā)表了關(guān)于科學(xué)的歷史以及科學(xué)在當(dāng)前和未來對社會的影響等多篇文章。凱爾·柯克蘭德同時也是Facts On File出版公司出版的“科學(xué)與技術(shù)焦點(diǎn)”叢書中的《光學(xué)》一書的作者之一。

書籍目錄

前言鳴謝簡介1 電學(xué)閃電庫侖定律和電場粘在一起的襪子和跳動的火花導(dǎo)體和絕緣體創(chuàng)造完美的復(fù)制品：復(fù)印機(jī)電線和流動的電荷電路2 磁學(xué)地球的磁場磁力和磁場看穿人體：核磁共振成像技術(shù)磁懸浮列車3 電磁學(xué)電磁鐵電流和磁場尋找隱藏起來的武器：金屬探測器法拉第定律錄音機(jī)和電腦光盤電磁學(xué)在銀行中的應(yīng)用：信用卡和提款卡4 電力電池和直流電歐姆定律電力公司和交流電與地面接觸的重要性斷電和使燈光暗淡未來電力的資源5 電力產(chǎn)生的運(yùn)動使用電力驅(qū)動電動機(jī)電力汽車和電力火車未來的電力工業(yè)6 電子工程硅與微型集成電路片二極管和晶體管計(jì)算機(jī)收聽——收音機(jī)調(diào)頻器電容器和電感器遠(yuǎn)距離觀看：電視機(jī)超導(dǎo)體7 記錄和儲存、音樂和電影通過設(shè)備聽音樂波譜分析和傅立葉變換唱片和磁帶模擬和數(shù)字CDS和DCDS音樂和電影播放器的未來8 電學(xué)、磁學(xué)和生命帶電動物離子和離子通道骨骼肌的電活動心臟的電活動大腦的電活動帶有內(nèi)置指南針的動物結(jié)語國際單位制及其轉(zhuǎn)換譯者感言

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：正如本書第二章和第三章中講述的那樣，電的物理性質(zhì)與磁密切相關(guān)。大腦中也應(yīng)該如此，因?yàn)槲锢韺W(xué)定律無論在哪里都是適用的。如果物理定律是正確的話，那么所有鬧鐘的電流都會產(chǎn)生磁場——事實(shí)證明，的確是這樣的。磁場強(qiáng)度非常小，大約只有地球磁場強(qiáng)度的十億分之一，但是它確實(shí)存在，而且還可以用一種叫做超導(dǎo)量子干涉器件的敏感的電子探針檢測出來（這在第六章中講述過）。對大腦磁場的研究并非像腦電圖那樣普遍，但是它可以提供另一種觀察大腦運(yùn)動的方法。大腦不僅僅會產(chǎn)生磁場，還可以受到磁場的影響（這個問題再次與物理學(xué)定律相吻合）?？茖W(xué)家們利用強(qiáng)磁場刺激大腦，在神經(jīng)元中誘導(dǎo)產(chǎn)生電流。在一個實(shí)驗(yàn)中，磁場暫時l生無害地停止了人腦中某一個部位的功能。這個實(shí)驗(yàn)的目的是，通過在大腦的某一個部分失去功能時研究人的行為，來確定大腦的這些部分的功能——如果某些特殊類型的行為，比如視覺成像發(fā)生變化，科學(xué)家們就會知道大腦的這一部分對于這個行為是起指導(dǎo)作用的。醫(yī)生們通過檢測磁場來確定他們對某些紊亂，比如抑郁的治療是否有效。但是，對于大腦的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)的研究還是有界限的。有些人說，大腦的電刺激和磁極會產(chǎn)生起碼的效果，比如大大增加學(xué)習(xí)能力或者是全身放松。目前對于這些說法還沒有科學(xué)的依據(jù)。大腦的電磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)也引起了很多有趣的問題。很多動物都看似對方向有很強(qiáng)的直覺，其中一些動物在尋找道路上有著很神奇的能力。人們認(rèn)為，很多這類動物的體內(nèi)都有可能含有內(nèi)置的指南針。

編輯推薦

《我們世界中的物理:電學(xué)與磁學(xué)》：人們對于核技術(shù)和宇宙起源等物理理論耳熟能詳，而對于日常生活的物理現(xiàn)象卻知之甚少?！拔覀兪澜缰械奈锢怼笔且惶?冊叢書.全景式地描述了對技術(shù)和社會產(chǎn)生影響的物理現(xiàn)象，有助于人們了解宇宙的本質(zhì)和規(guī)律?！峨妼W(xué)與磁學(xué)》一書討論了兩種力之間的關(guān)系.這種關(guān)系使得電磁學(xué)成為當(dāng)今世界中的一個極其重要的、普遍存在的組成部分?！段覀兪澜缰械奈锢?電學(xué)與磁學(xué)》介紹了物理學(xué)的這個分支的基本定律，探討了這些定律的廣泛應(yīng)用.涉及從對現(xiàn)代技術(shù)的促進(jìn)作用到為人體提供動力等多個方面的知識。《電學(xué)與磁學(xué)》包括的內(nèi)容有：◇電學(xué)◇電磁學(xué)◇電力產(chǎn)生的運(yùn)動◇錄制和儲存音樂和電影◇磁學(xué)◇電力◇電子工程◇電、磁和生命《我們世界中的物理:電學(xué)與磁學(xué)》包括了40多幅黑白照片和插圖，附錄國際單位及轉(zhuǎn)換表。“我們世界中的物理”叢書是為那些渴望了解有趣的物理學(xué)知識的學(xué)生、老師和普通讀者提供的一套基礎(chǔ)讀物。

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