高中物理

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出版者:学苑出版社
作者:王天谡
出品人:
页数:372
译者:
出版时间:2000-1-1
价格:12.00
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787507707212
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 高中
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具体描述

探索宇宙的奥秘:一部关于天文学与宇宙学的入门指南 图书名称:星辰的低语与宇宙的脉动 书籍简介: 本书并非一本关于高中物理教科书的替代品,也不是对其中特定章节如力学、电磁学或热学的重复阐述。相反,它是一次广阔而深入的宇宙漫游,旨在引导读者超越地球表面的束缚,进入浩瀚无垠的星际空间,领略天文学与宇宙学这两大迷人领域的壮丽图景与前沿思考。 我们生活在一个被恒星点缀的蓝色星球上,然而,我们对“家园”的理解,往往止步于肉眼可见的范围。本书将带领读者从最基础的观测工具讲起,逐步深入到宇宙演化的宏大叙事中,探讨那些激发了人类数千年好奇心的核心问题:我们从哪里来?宇宙的边界在哪里?生命在宇宙中是普遍现象还是偶然奇迹? 第一部分:仰望星空——古典与现代观测天文学的基石 在这一部分,我们将首先聚焦于“看”——如何用科学的眼睛观察夜空。我们不会详述牛顿的运动定律在地面上的应用,而是侧重于这些定律如何被延伸至星体运动的领域。 1. 穿越光年的距离:从视差到标准烛光。 本章将详细介绍如何测量遥远天体的距离,这是一切天文学研究的起点。我们将探讨三角视差法在测量邻近恒星中的应用,并深入讲解“标准烛光”——如造父变星和Ia型超新星——在揭示星系间距离尺度上的关键作用。这与高中物理中关于光的强度和距离关系(平方反比定律)有着深刻的联系,但我们的重点在于其在宇宙学尺度的应用,而非实验室中的光度测量练习。 2. 光谱的语言:揭示恒星的本质。 恒星的色彩、亮度变化,乃至其化学成分,都隐藏在它们发出的光线之中。我们将深入解析电磁波谱的各个波段——从射电波到伽马射线——以及它们如何帮助我们穿透尘埃云,观测到可见光无法触及的宇宙角落。重点在于恒星光谱线的“红移”与“蓝移”,这不仅仅是多普勒效应在声学上的延伸,更是理解星系退行速度和宇宙膨胀的钥匙。我们将讨论基线吸收线(如氢的巴尔末序列)是如何被用来确定恒星的表面温度和大气成分,而非仅仅是计算一个简单的谐振频率。 3. 望远镜的技术革命。 从伽利略的简单折射镜到如今建造在沙漠高地上的巨型射电阵列,望远镜的进化史就是人类感知力的扩展史。本书会概述自适应光学(Adaptive Optics)技术如何矫正地球大气层对成像的干扰,以及詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)如何利用红外线观测宇宙“婴儿期”的景象,这超越了经典光学成像的范畴。 第二部分:恒星的生命与死亡——宇宙的熔炉 恒星是宇宙中最迷人的实体,它们是构成我们身体元素的工厂。本部分将集中讨论恒星的诞生、演化路径及其最终归宿,其核心概念是能量的产生与平衡,但讨论的尺度和物理过程远比高中物理中的简单热力学模型复杂。 1. 恒星的诞生与主序期。 我们将从巨大的分子云坍缩开始,探讨引力如何克服内部压力,形成原恒星。重点将放在核聚变的“点火”机制——质子-质子链反应和CNO循环——这是维持恒星数十亿年稳定发光的内在驱动力。本书会详细解析恒星质量如何决定其寿命和最终命运,这是对能量守恒和质量-能量转换($E=mc^2$)在天体物理学尺度应用的深入探讨。 2. 恒星的终曲:白矮星、中子星与黑洞。 恒星的死亡是宇宙中最具戏剧性的事件。我们将解析简并态压力(电子简并压和中子简并压)如何对抗引力,支撑着白矮星和中子星。对于黑洞的讨论,我们将超越简单的“逃逸速度”概念,转而探究爱因斯坦的广义相对论如何描述时空弯曲,以及事件视界(Event Horizon)的物理意义,这需要用到更高级的几何和场论思维,而非牛顿力学下的引力概念。 第三部分:宏大的尺度——宇宙学前沿探索 这是本书最引人入胜的部分,它将我们带到宇宙的边缘,探讨我们对“整体”的理解。这些主题超越了任何高中物理课程的范围,直接触及现代物理学的最前沿。 1. 宇宙的膨胀与哈勃定律的深层含义。 我们将回顾哈勃的观测,并探讨“空间本身的膨胀”这一概念,区分星系间的退行速度与物体在空间中运动的速度。我们将详细分析宇宙学红移,它与引力红移和多普勒红移的区别,理解这种膨胀如何被描述为米尔纳(Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, FLRW)度规的体现。 2. 大爆炸的余晖:宇宙微波背景辐射(CMB)。 CMB被誉为“宇宙的婴儿照片”。我们将讲解CMB是如何从早期宇宙的高温等离子体状态冷却下来的过程,以及分析其温度的微小涨落(各向异性)。这些涨落,用“四极矩”(Quadrupole)和“八极矩”(Octupole)等数学术语来描述,是后来星系形成的“种子”。理解CMB需要对热力学平衡态的演化有深入的把握。 3. 暗物质与暗能量的谜团。 观测证据表明,我们熟悉的普通物质只占宇宙总质能的约5%。本书将系统梳理“旋转曲线异常”、“引力透镜效应”等证据,论证暗物质(Cold Dark Matter, CDM)存在的必然性。随后,我们将面对更深层的挑战——暗能量。我们将探讨如何通过观测Ia型超新星的亮度随红移的变化,发现宇宙的膨胀正在“加速”,并讨论ΛCDM模型中宇宙学常数(Λ)所扮演的角色,以及它与真空能概念的潜在联系。 结语:未尽的探索 本书的最终目标是激发读者对未知世界的敬畏与探索欲。我们所揭示的宇宙图景是建立在对基础物理学原理的深刻理解之上的,但这些原理在极端的尺度和能量下所展现出的行为,远比我们想象的要复杂和奇妙。它邀请读者在理解高中物理所奠定的坚实基础之上,继续向着星辰深处和时间原点迈进。

作者简介

王天谡高级物理教师,北京东城区教研科研中

心物理教研室主任,东城区物理学科带头人,中

国物理学会数学委员会中学分会委员。主编、编

著有《高中物理总复习》、《高中物理实验大全》

等。组织研制的《计算机数学网络》获国家级

二等奖。

目录信息

第一章 质点的运动
第二章 力 物体平衡
第三章 牛顿定律
第四章 动量 动量守恒
第五章 机械能
第六章 振动和波
第七章 分子运动论 热和功
第八章 气体
第九章 电场
第十章 稳恒电流
第十一章 磁场
第十二章 电磁感应
第十三章 交流电 电磁振荡和电磁波
第十四章 光的反射和折射
第十五章 光的波动性和微粒性
第十六章 原子和原子核
附录 高考模拟题
物理模拟试卷参考答案及评分标准
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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不得不提的是,这本书在处理一些相对高深的选修内容时所展现出的洞察力。虽然我们日常学习中可能不会深入到每个细节,但这本书并没有敷衍了事,而是保持了极高的专业水准。比如在介绍狭义相对论时,它没有仅仅停留在“光速不变”的口号上,而是通过洛伦兹变换的推导过程,清晰地展示了时间膨胀和长度收缩的数学根源,这种深挖到底的学术精神,非常令人钦佩。我曾尝试阅读其他一些更偏向科普性质的书籍来理解这些内容,但往往讲得过于简化,反而失去了物理学的严谨性。而这本《高中物理》,则是在保持高中教学大纲要求的前提下,最大化地拓宽了我们的视野。阅读过程中,我发现作者似乎非常注重培养读者的“物理直觉”,比如在分析电路问题时,他会提醒我们注意电流的流向和电势的高低变化,而不是只盯着公式去套。这种注重“画面感”的讲解方式,极大地提高了我的解题速度和准确率。唯一的遗憾是,书中的插图质量略显单调,如果能增加一些更具现代感的示意图或者动态模拟的链接(虽然这可能是超出了传统纸质书的范畴),那就更完美了。

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老实讲,这本书的排版和设计风格,让我感觉自己仿佛穿越回了九十年代的课堂。那种略显陈旧的字体,间距把握得有些保守,不像现在市面上很多新出版的教辅材料那样,动不动就用大片留白和鲜艳的色彩来吸引眼球。然而,正是这种“朴实无华”的外表下,隐藏着它真正的价值——内容的深度和广度。我最欣赏的是它对实验探究部分的描述。很多教辅书对实验只是简单地罗列步骤和记录数据,但这本书不同,它会花大篇幅去解释“为什么”要这么做,实验误差可能来源于哪些方面,以及如何通过优化实验来获得更精确的结果。例如,在测定重力加速度的实验中,它不仅讲解了单摆的原理,还深入探讨了空气阻力对周期测量的影响,甚至提供了修正系数的查表。这种对细节的关注,极大地培养了我的科学思维,让我明白物理学不是简单的公式堆砌,而是一门严谨的、与实际操作紧密相关的学问。我常常翻到那些需要动手操作的章节,想象着自己正在实验室里操作仪器,这种沉浸式的学习体验,比单纯看文字描述要有效得多。虽然阅读过程可能需要更高的专注度,因为它的文字密度相对较高,不像一些轻松读物那样可以走马观花,但只要静下心来,你会发现作者的每一句话都充满了信息量,绝无赘述。

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这本书的逻辑构建简直是教科书级别的典范,对于我这种需要构建完整知识框架的学习者来说,简直是福音。它的章节过渡极其自然,仿佛一条精心铺设的轨道,将原本看似零散的知识点串联成一个宏大的体系。比如,从牛顿运动定律过渡到能量和动量守恒时,它并没有急于抛出复杂的数学形式,而是先用大量的实例论证了这些概念的普适性,然后再将它们提升到理论高度。我记得我之前对“功”和“能”的概念总是混淆不清,分不清什么时候该用功的定义,什么时候该用动能定理。这本书通过引入“系统”和“边界”的概念,清晰地界定了能量守恒的适用范围,让我一下子明白了其中的奥秘。此外,书中对一些经典物理学家的思想发展历程也有所涉及,虽然篇幅不长,但足以让我们体会到科学发现的曲折性,而不是把这些定律当作是凭空出现的真理。这种历史的纵深感,使得我对物理学的敬畏之心油然而生。缺点是,对于基础极其薄弱的同学来说,可能需要配合其他更基础的入门材料,因为这本书的起点定位就比较高,它假设读者已经具备了一定的数学基础和初步的物理概念。但对于想要冲击高水平考试或者对物理有浓厚兴趣的同学,这本书绝对是宝库。

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这本书的语言风格,用一个词来形容就是“沉稳、老道”。它没有使用太多华丽的辞藻,行文朴实无华,但句式结构严谨,逻辑关系层层递进,像一位经验丰富的老教授在跟你进行一对一的深入探讨。我特别喜欢它在总结知识点时所采用的句式,总是能用最凝练的语言概括出最核心的原理。比如在总结万有引力定律的应用时,它会用一句“宏观的力,微观的场”来点明其适用范围的界限。这种高度凝练的概括能力,对于我们记忆和复述知识点非常有帮助。我发现,当我用这本书的语言去组织自己的答案时,我的逻辑结构也变得更加清晰,得分点也更明确。这本书的价值在于它的“可信赖性”,它很少出现模棱两可的描述,每一个定义、每一个公式都有明确的出处和适用条件。对于需要应付高强度考试的我来说,这种确定性是最宝贵的资源。它就像一本武功秘籍,虽然看起来朴素,但每一招一式都蕴含着深厚的内力,需要时间去体会和打磨,一旦掌握,威力无穷。它教会我的不仅仅是物理知识,更是一种严谨的治学态度。

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这本书,说实话,拿到手里的时候,我内心是有点犯嘀咕的。封面设计得还算简洁大方,那种熟悉的教科书式的排版,让人一眼就知道它走的是“严谨、实用”的路线。我当时正头疼于电磁感应这一块的知识点,感觉书本上的解释总是绕来绕去,抽象得厉害,就像隔着一层毛玻璃看世界。翻开目录,结构倒是清晰明了,从力学的基础概念到热学、光学,再到后来的原子核物理,脉络梳理得井井有条,看起来像是那种可以从高一一直用到高三的“老伙计”。最吸引我的是它在每一章节后面都附带了大量的例题和习题,这对于我们这种需要通过大量练习来巩固理解的学生来说,简直是救命稻草。我尤其注意到,它的例题解析部分非常详尽,不仅仅是给出最终答案,更重要的是将解题思路一步步拆解开来,哪里需要用到哪个公式,背后的物理图像是什么样的,都描述得非常到位。记得有一次我对动量守恒定律有些模糊,翻到那一章,作者用了一个非常形象的“碰撞前后”的对比图示,一下子就让我豁然开朗。这本书的优点在于它的基础扎实,覆盖面广,像一本可以信赖的工具书,不会在关键时刻掉链子。当然,对于那些追求“新奇”或者“花哨”讲解方式的同学来说,它的语言风格可能会显得有些刻板,但对于我这种务实派而言,这种踏实的态度恰恰是最可贵的。它就像一位循循善诱的老教师,不急不躁,一步一个脚印地把知识点掰开了揉碎了教给你,让人在不知不觉中建立起坚实的物理学知识体系。

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