物理 第三册

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出版者:人民教育出版社
作者:人民教育出版社物理室
出品人:
页数:91
译者:
出版时间:2006-11
价格:6.15元
装帧:平装
isbn号码:9787107200953
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
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具体描述

科学漫游指南:探索物质世界的奥秘 一册引人入胜的科学普及读物,带领读者领略从微观粒子到宏大宇宙的壮丽图景。本书旨在激发读者对自然界运行规律的好奇心,用通俗易懂的语言阐释复杂的物理学概念,力求让科学不再是高深的殿堂,而是触手可及的日常体验。 第一部分:运动与力的交响 本部分聚焦于经典力学的基础,这是我们理解日常世界物体如何运动的关键。我们首先探讨运动学,细致描绘了点、线、面在不同参考系下的相对变化。从匀速直线运动的简洁到抛体运动的优美弧线,再到圆周运动中持续存在的向心力,每一个概念都配以清晰的图示和生活化的实例,帮助读者建立直观的认识。 接着,我们将深入动力学的核心——牛顿运动定律。第一定律阐述了惯性的本质,解释了为什么在太空中物体会保持原状,以及在拥挤的车厢中突然刹车时人会前倾的原因。第二定律 $F=ma$ 不仅是力与加速度的关系式,更是理解所有宏观物体动态行为的基石。本书通过分解复杂的受力分析过程,如斜面上的摩擦力、连接体的运动等,展示了如何将现实问题转化为可解的物理模型。第三定律——作用力与反作用力,则揭示了自然界中力的相互性,从火箭发射到我们行走,无不体现着这一基本原理。 在本部分的高潮,我们将触及功、能与功率的概念。能量的概念是物理学的灵魂之一。我们不仅讲解了动能和势能的转换,还详细讨论了机械能守恒定律,并分析了在有摩擦力或非保守力做功的情况下,能量如何转化为热能或其他形式。功率作为能量转换的速率,将帮助读者理解不同引擎或生物体在做功效率上的差异。 第二部分:物质的形态与特性 物质世界的组成是物理学永恒的主题。本部分将带领读者从宏观尺度深入到微观领域,探究物质的形态、性质以及它们如何相互作用。 流体力学部分,我们探讨了液体和气体的独特行为。从静力学的角度,巴斯卡原理(压强传递)解释了液压系统的工作原理,阿基米德原理则揭示了浮力的秘密,让船只得以在水上航行。随后,我们转向流体的运动,探讨了连续性方程和伯努利原理,这些原理解释了为什么飞机的机翼能够产生升力,以及河流中水流速度的变化。 热学与分子动理论构成了理解温度和能量传递的桥梁。我们首先区分了热量、温度和内能,并通过热力学三大定律构建起热力学的大厦。第一定律是能量守恒在热过程中的体现;第二定律,引入了熵的概念,解释了自然过程的方向性——为什么热量总是从高温物体流向低温物体,为什么宇宙倾向于更无序的状态。分子动理论则将宏观的热现象与微观分子的随机运动联系起来,解释了气体的压强和温度的统计学意义。 随后,我们转向振动与波。无论是声音的传播、光线的反射与折射,还是水波的衍射与干涉,波是信息和能量传递的基本方式。本书详细分析了简谐振动(如弹簧振子和单摆)的数学描述,并清晰区分了横波和纵波。声波的特性,如音调、响度以及多普勒效应,将通过生动的例子呈现。光学部分,则会循序渐进地介绍几何光学(反射、折射、透镜成像),为后续探索电磁波打下基础。 第三部分:电、磁与光的统一 电磁学是现代技术文明的基石。本部分将系统梳理电场、磁场及其相互关系,最终指向光速的奥秘。 静电学部分,我们从库仑定律开始,定义了电荷的概念。随后引入电场的概念,作为空间中力的传递媒介。高斯定律将复杂的电场强度计算简化为对电荷分布的考察。我们还会深入探讨电势和电势能,这是理解电路工作的基础。 电流与磁场紧密相连。当我们讨论到电流时,欧姆定律和焦耳定律成为核心工具。磁场则是在引入载流导线后产生的效应。安培定律和毕奥-萨伐尔定律描述了电流如何产生磁场。洛伦兹力法则揭示了磁场如何作用于运动电荷,这是粒子加速器和磁悬浮技术背后的原理。 电磁感应是法拉第的伟大发现,它揭示了变化的磁场如何产生电流。这直接引出了麦克斯韦方程组的物理意义——这组方程完美地统一了电与磁的现象,并预言了电磁波的存在。本书会以直观的方式解释这些方程的含义,并阐述电磁波谱(从无线电波到伽马射线)的构成。最后,我们将讨论光作为一种电磁波的本质,回顾光的波动性和粒子性在经典物理学框架下的争论与调和。 第四部分:近代物理的曙光 经典物理学在解释微观世界和高速运动时遇到了瓶颈,这催生了二十世纪的物理革命。本部分将带领读者初步领略这些革命性的思想。 狭义相对论从爱因斯坦的两个基本假设出发:光速不变原理和相对性原理。通过洛伦兹变换,我们颠覆了绝对的时间和空间概念,揭示了尺缩效应和钟慢效应。质能关系 $E=mc^2$ 的推导和意义,将彻底改变读者对质量和能量之间关系的理解。 量子世界初探部分,我们将接触到物理学中最反直觉的领域。从黑体辐射和光电效应中展现出的光子概念,到玻尔原子模型对原子稳定性的解释,这些实验现象无一不指向能量的“量子化”。我们将介绍德布罗意波,确立了波粒二象性的基本观念,并简要提及海森堡不确定性原理,为理解微观世界的概率性奠定认知基础。 本书的宗旨在于提供一个全面而系统的物理学概览,而非深入到专业研究的细节。它是一把钥匙,能开启通往理解我们所处世界的物理法则的大门。

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这本书的阅读过程,对我来说,更像是一场与作者默契程度的“猜谜游戏”。在某些章节,作者对某一特定物理模型的假设背景描述得极其详尽,仿佛生怕读者误解了任何一个前提条件,这点是值得称赞的,它体现了严谨的治学态度。然而,这种过度谨慎,也造成了部分章节的篇幅冗余,使得关键的物理洞察被淹没在繁复的限定条件描述之中。例如,在处理简谐振动在高维空间中的扩展时,反复出现的关于“理想化阻尼”和“均匀环境”的讨论,占据了大量的篇幅,但对如何将这种模型推广到具有随机涨落的真实系统中,却鲜有深入的讨论。我更希望看到的是,作者如何在明确了理想模型的基础上,勇敢地迈出一步,探讨现实世界的复杂性如何“破坏”或“修正”这些完美理论。这种对现实世界复杂性的回避,使得这本书的理论框架显得有些脱离地心引力,停留在真空中的理想状态,缺乏那种“带着泥土气息”的物理感。

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对于那些追求简洁和优雅的物理美学的读者来说,这本《物理 第三册》可能会带来一丝遗憾。它的语言风格偏向于教科书式的中规中矩,缺乏那种能让人拍案叫绝的、对物理规律的诗意表达。在介绍相对论效应在电磁场中的体现时,我期待能看到对洛伦兹变换下时空概念重构的更具启发性的文字引导,比如对“同时性相对性”的更深刻的哲学思辨,或是通过巧妙的思维实验来展示其反直觉之处。但书中呈现的内容,更多的是通过一系列定义和数学变换直接导出了结果,过程虽然正确,却少了点“火花”。这就像是观看一场技艺精湛但缺乏激情的演奏会,所有的音符都准确无误,但情感的共鸣却难以建立起来。因此,这本书更适合作为知识点的检索和查漏补缺的工具,而非激发学习热情的催化剂。它是一部合格的“工具箱”,但尚未成为一本引人入胜的“思想殿堂”。

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说实话,拿到这本《物理 第三册》时,我内心充满了期待,毕竟前两册为我奠定了坚实的经典物理基础。然而,第三册在内容的广度和深度上,似乎采取了一种略显保守的策略。我尤其关注了电磁学部分,期待能看到对麦克斯韦方程组在非线性介质中处理方法的深入探讨,或者至少是关于电磁波在复杂边界条件下的散射理论有一个更详尽的案例分析。可惜,这部分内容的处理更像是对标准教材内容的重新梳理,新鲜感不足,而那些真正能让人眼前一亮的、前沿的研究方向的引介,却显得蜻蜓点水,一笔带过。这让我感觉这本书在“承前启后”的关键环节上处理得不够果断。它很好地巩固了已有的知识体系,这一点毋庸置疑,但对于希望通过这本书了解现代物理前沿脉搏的读者来说,它的价值就打了折扣。它更像是一个稳健的堡垒,而不是一个探险家的前哨站,安全有余,刺激不足。如果能加入一些关于计算物理在解决电磁难题中的实际应用展示,哪怕是简短的伪代码或模拟思路,都会大大提升这本书的实用价值和时代气息。

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这本《物理 第三册》的阅读体验,说实话,有点像在攀登一座宏伟却又布满了意想不到的岔路的数学迷宫。我本来期望能看到清晰的力学原理在更复杂系统中的延伸应用,比如精妙的轨道计算或是材料在极端条件下的响应预测。然而,书中关于这些领域的阐述,往往在关键的推导步骤上显得过于简略,仿佛作者默认读者已经掌握了某些深奥的背景知识,这对于正在努力从基础概念向更高阶理论过渡的学生来说,无疑是一个不小的障碍。举个例子,在讨论到热力学第二定律的统计力学解释时,期望能有更直观的图示或类比来描绘熵增的微观本质,但呈现的更多是抽象的公式堆砌,虽然在理论上无懈可击,却缺乏将冰冷数字转化为生动物理图像的桥梁。这种叙事方式,使得我在试图将理论应用于解决实际的、非理想化的物理问题时,常常感到力不从心,总觉得缺少了那么一块连接理论与实践的“胶水”。书籍的排版倒是干净利落,图表的质量也属上乘,但这并不能弥补核心概念讲解深度上的不足,它更像是一本优秀参考手册的纲要,而不是一本能引导思考、激发探索欲的教科书。

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我不得不承认,这本书的习题设置是它最大的亮点,每一个计算题都经过了精心的设计,它们巧妙地结合了多个章节的概念,迫使你必须将学到的知识点融会贯通才能得出答案。这绝对是那些希望通过大量练习来固化知识的同学的福音。然而,作为一本理论学习的书籍,它的理论阐述部分,尤其是关于量子力学基础概念的引入,显得有些仓促和生硬。引入波函数和薛定谔方程时,缺乏足够的时间来铺垫概率诠释的哲学意义,读者很容易将之视为一组必须记住的数学规则,而非对自然界深刻本质的描述。我尤其怀念前几册中那种娓娓道来、循序渐进的讲解风格。第三册在面对抽象性更强的现代物理概念时,似乎选择了“快刀斩乱麻”的方式,期望读者能自行领悟其深层含义,但这对于初次接触这些概念的学习者来说,无疑增加了巨大的认知负荷,使得理解过程充满了挫败感,而非豁然开朗的喜悦。

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