新编中学物理题典

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出版时间:1900-01-01
价格:48.60
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isbn号码:9787532355563
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  • fanso文化教育
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具体描述

探秘微观世界:现代物理学前沿课题导览 本书旨在为对当代物理学最前沿领域感兴趣的读者,提供一个全面且深入的导览。我们聚焦于那些正在深刻改变我们对物质、能量、空间和时间理解的最新研究方向,内容涵盖粒子物理学、宇宙学、凝聚态物理学以及量子信息科学等多个交叉领域。本书不涉及中学阶段的力学、光学、电磁学和热学等基础知识的习题解析,而是将读者的目光引向尚未完全定论、充满挑战与机遇的科研最前沿。 第一部分:粒子物理学的边疆——标准模型的超越与新物理的曙光 本部分将首先回顾粒子物理学的里程碑——粒子物理学标准模型。我们将详细剖析标准模型如何成功地描述了电磁力、弱核力和强核力,并成功预测了夸克、轻子以及希格斯玻色子的存在。然而,标准模型并非终极理论,它在解释引力、暗物质、暗能量以及中微子质量等现象时显得力不从心。 接着,我们将深入探讨“新物理”(Beyond the Standard Model, BSM)的各种理论构想。我们将重点介绍超对称理论(Supersymmetry, SUSY),探讨其如何解决标准模型中的层级问题,并预言了一系列尚未被实验证实的超伴子。书中将详细阐述SUSY在大型强子对撞机(LHC)实验中所面临的约束和搜寻方向,如寻找超伴子的衰变迹象。 随后,我们将转向额外维度理论,例如卡鲁扎-克莱因理论的现代发展以及大额外维度模型(如ADD模型)。这些模型尝试解释为什么引力在宏观尺度上比其他基本力弱得多,通过假设引力子可以泄漏到我们无法直接感知的额外空间维度中。我们会分析这些模型对低能物理实验可能产生的可观测效应。 最后,我们会讨论大统一理论(Grand Unified Theories, GUTs)的进展,特别是它们如何将强力、弱力和电磁力统一在一个框架内,以及对质子衰变这一关键预言的实验验证现状。这部分内容要求读者对群论和对称性在物理学中的应用有初步的认识。 第二部分:宇宙的宏大叙事——暗物质、暗能量与宇宙演化 宇宙学是当前物理学中最具活力的领域之一。本书将从标准宇宙学模型——Lambda-CDM模型——出发,介绍我们对宇宙历史的现代理解,从暴胀时期到当前加速膨胀的阶段。 核心内容将集中在宇宙中两大神秘成分上:暗物质(Dark Matter)和暗能量(Dark Energy)。关于暗物质,我们将详尽梳理其存在的间接证据(如星系旋转曲线、引力透镜效应和宇宙微波背景辐射的各向异性)。随后,我们将分类介绍当前主流的暗物质候选粒子模型,包括弱相互作用重粒子(WIMPs)、轴子(Axions),以及更轻的候选体。书中会详细介绍寻找这些粒子的直接探测(如氙探测器实验)和间接探测(如湮灭信号的搜寻)的最新进展和面临的挑战。 关于暗能量,我们将探讨当前解释宇宙加速膨胀的宇宙学常数(Lambda)模型的局限性,特别是其与量子场论预期的巨大差异(宇宙学常数问题)。我们还将探讨替代方案,如五维引力理论(如Quintessence模型),并分析未来观测(如詹姆斯·韦伯太空望远镜和欧几里得空间任务)将如何帮助我们区分不同的暗能量模型。 此外,本书还将涉及引力波天文学的最新成果。利用LIGO/Virgo/KAGRA等探测器观测到的黑洞和中子星并合事件,我们如何检验广义相对论在强引力场下的有效性,以及如何利用这些事件作为“标准警笛”来测量哈勃常数,从而解决宇宙学中“哈勃张力”问题。 第三部分:物质的奇特状态——前沿凝聚态物理与拓扑材料 凝聚态物理学正经历一场革命,特别是与量子力学和拓扑学深度融合之后。本书将避开传统的固体能带理论,直接切入最尖端的领域。 我们将详细介绍拓扑绝缘体(Topological Insulators),这些材料在内部是绝缘体,但在表面或边缘却呈现出导电性,且这种导电性受时间反演对称性保护,使其具有极高的鲁棒性。我们将阐述其拓扑不变量(如Chern数或Z2不变量)的物理意义,以及如何通过实验发现拓扑半金属(如狄拉克半金属和外尔半金属)。 紧接着,我们将探讨量子霍尔效应的非阿贝尔(Non-Abelian)版本,这与马约拉纳费米子(Majorana Fermions)的预言紧密相关。理论上,马约拉纳费米子是其自身反粒子,被认为是构建拓扑量子计算机的关键元件。书中将介绍如何通过超导/半导体异质结等实验系统来“工程师化”出具有这些特性的准粒子。 此外,我们还将关注强关联电子系统中的新奇物态,例如高温超导电性(High-Tc Superconductivity)的机理探索,特别是铜氧化物和铁基超导体中尚未完全理解的配对机制。 第四部分:信息与计算的量子基石——量子信息科学的新视野 量子信息科学正在将量子力学的抽象概念转化为实用的技术。本部分将从量子比特(Qubit)的物理实现出发,探讨其在计算和通信领域的颠覆性潜力。 我们将系统性地介绍当前领先的量子比特物理平台:超导电路(Transmons)、离子阱、中性原子、基于半导体量子点的自旋量子位,以及光子量子计算的架构。书中将分析每种平台的优势(如相干时间、门操作保真度)和面临的可扩展性挑战。 重点内容包括量子纠错码(Quantum Error Correction)的最新进展,特别是表面码(Surface Codes)和拓扑量子纠错码,这些是实现容错量子计算的基石。我们还将讨论量子隐形传态(Quantum Teleportation)和量子密钥分发(QKD)在构建未来安全量子互联网中的作用。 本书最后将展望量子模拟器在解决复杂多体问题中的巨大潜力,例如模拟尚未在实验室中实现的新型材料的基态或动力学行为,这将是物理学理论与实验深度融合的前沿阵地。 本书适合具备扎实大学物理基础,渴望了解当代物理学研究热点与未来发展方向的专业人士、研究生以及高年级本科生。全书不提供任何基础概念的题型练习,而是致力于描绘一幅跨越微观粒子到宏观宇宙的、充满未解之谜的前沿物理图景。

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用户评价

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这本书的装帧设计非常有心思,封面采用了哑光材质,触感温润,深蓝色的底色配上白色的书名,既沉稳又不失现代感。我尤其喜欢扉页上的那句引言,虽然内容我记不太清了,但那种对科学精神的强调,一下子就把我带入了物理学习的氛围中。内页的排版布局也堪称一绝,疏密有致,图文并茂。那些复杂的公式和图表,在清晰的线条和合理的留白下,显得格外清晰易读,不像有些参考书,恨不得把每一寸空间都塞满文字,让人看了就头大。每次翻开它,都能感受到编辑团队在细节上的用心,这对于需要长时间面对物理习题的人来说,简直是一种视觉上的享受和心理上的慰藉。它不仅仅是一本习题集,更像是一件精心打磨的工具书,让人愿意时常翻阅,而不是束之高阁。

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这本书的题目难度梯度设计得非常巧妙,绝非那种只有标准答案和简单计算题的堆砌。最开始的章节,比如力学基础部分,那些基础题就像是为你搭建起坚实的台阶,确保你对基本概念的理解是万无一失的。但当你深入到后面的电磁学和光学章节时,你会发现题目开始变得“有深度”了。它们不再是简单套用公式,而是要求你对物理过程进行细致的剖析和推理,有时候一个问题会考察到跨章节的知识点整合能力,这极大地锻炼了我的分析思维。我特别欣赏它在一些难题后面附带的“思维导图式解析”,它不是直接告诉你步骤,而是引导你思考“为什么这么想”,这种由表及里的教学方式,比死记硬背公式有效率多了,真正培养了解决实际问题的能力。

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从长期的使用体验来看,这本书的装订质量经得起时间的考验。我是一个习惯在草稿纸上反复演算的人,很多参考书翻阅几次后,书脊就开始松散,纸张也容易脱落,特别是那些需要频繁翻阅查找公式索引的部分。然而,这本《新编中学物理题典》的胶装技术似乎非常扎实,即使我频繁地将它摊平放在桌面上,甚至带着它在不同的图书馆和自习室之间穿梭,它的状态依然保持得很好,书页纹丝不动。这种对实体载体耐用性的关注,体现了出版方对读者长期使用的尊重,让我觉得这笔投入是非常值得的,它是一本可以伴随我整个中学物理学习阶段的“老伙计”。

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就习题的覆盖面而言,这本书展现出了一种对中学物理教学大纲的深刻理解和前瞻性。它似乎不仅仅关注应试教育,还融入了对物理思想的培养。我注意到,其中穿插了一些非常具有启发性的实验探究题。这些题目往往描述一个常见的物理现象,然后要求我们设计实验来验证或测量某个量。这对于我这种理论知识尚可,但动手实践能力相对较弱的学生来说,是极好的补充。通过这些设计题,我学会了如何将抽象的物理定律与现实世界联系起来,如何去设计合理的控制变量和测量方案。这部分内容,我认为是这本书区别于市面上其他纯粹的题库类书籍的关键所在,它让学习过程变得立体和鲜活。

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这本书的售后服务和配套资源构建了一个非常完整的学习生态系统,这一点非常出乎我的意料。我记得我在解答某一道关于相对论基础概念的拓展题时卡住了,起初以为只能自己硬啃,结果在书本封底提供的专属学习社区链接中,我找到了针对该题型的官方讲解视频。这些视频的讲解人语速适中,逻辑清晰,并且会针对不同学习阶段的学生提供不同的解题思路切入点。这种即时性的、高质量的辅导资源,极大地弥补了纸质书在动态信息传递上的不足,让我感觉自己不是一个人在战斗,背后有一个专业的团队在默默支持着我的学习进度和困惑解决。

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