高中地理

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页数:114
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出版时间:2008-1
价格:27.80元
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isbn号码:9787538353969
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具体描述

特高级教师点拨:高中地理必修1(新课标配人教版),ISBN:9787538353969,作者:程宾、李金成

《星际航行与量子力学导论》 书籍定位: 本书面向对宇宙学、理论物理学,特别是广义相对论与量子场论前沿课题抱有浓厚兴趣的理工科高年级本科生、研究生,以及具备扎实数学物理基础的科研工作者。它旨在提供一个系统、深入且富有启发性的视角,探索人类认知边界,理解物质与时空在极端条件下的基本性质。 内容深度与结构: 本书共分为五大部分,涵盖了从经典时空观的修正到微观粒子行为的深层机制,最终导向对多维空间和可能宇宙模型的探讨。 第一部分:时空几何的拓扑学基础与广义相对论进阶 本部分首先对黎曼几何的核心概念进行复习与深化,重点讨论了张量分析在弯曲时空描述中的应用。 1. 测地线方程与引力场方程的几何解释: 详细分析爱因斯坦场方程 $G_{mu u} = frac{8pi G}{c^4} T_{mu u}$ 中各张量项的物理意义。重点探讨了物质能量张量 $T_{mu u}$ 如何决定时空的曲率 $G_{mu u}$。 2. 黑洞物理学: 深入剖析史瓦西解、克尔解(旋转黑洞)的精确数学结构。讨论事件视界(Event Horizon)的性质、奇点(Singularity)的物理模型,并引入 Penrose 过程(能量提取)和霍金辐射的半经典推导框架。 3. 引力波天文学: 阐述双星系统(如双黑洞或双中子星合并)的数值相对论模拟基础,介绍 LIGO/Virgo 等探测器观测到的引力波信号(如 $mathrm{GW}150914$)如何验证强场下的广义相对论预言。讨论引力波的极化模式及其对时空特性的揭示。 第二部分:量子场论(QFT)的构建与标准模型 本部分从狭义相对论出发,过渡到量子力学与相对论的结合,构建量子场论的基本框架。 1. 相对论性量子力学回顾: 检视 Klein-Gordon 方程和 Dirac 方程的物理局限性与优势。重点解析费米子(如电子)的自旋结构及其在 Dirac 旋量中的体现。 2. 规范场论基础: 介绍规范不变性(Gauge Invariance)作为物理定律的深层要求。构建并分析 U(1) 规范场(光子)的拉格朗日密度。 3. 标准模型的拉格朗日量: 详细分解标准模型中描述强相互作用(SU(3) 夸克与胶子)、弱相互作用(W/Z 玻色子)和电磁相互作用的规范群结构。讨论对称性自发破缺(Spontaneous Symmetry Breaking)如何导致规范玻色子获得质量(希格斯机制)。 4. 微扰计算与重整化: 引入费曼图(Feynman Diagrams)作为计算粒子散射截面的工具。深入探讨紫外(UV)发散问题的产生,并详细讲解重整化(Renormalization)过程,说明有效场论的概念。 第三部分:量子引力学的挑战与前沿模型 这一部分聚焦于物理学界尚未解决的根本性问题:如何将描述宏观引力的广义相对论与描述微观物质的量子场论统一起来。 1. 问题的提出: 分析在普朗克尺度下,量子涨落如何导致时空结构失效,并讨论背景依赖性(Background Dependence)的矛盾。 2. 弦理论基础(String Theory): 介绍玻色弦理论的基本概念,包括弦的振动模式对应不同粒子。深入探讨超对称性(Supersymmetry, SUSY)的引入,以消除玻色弦理论中的负范数态(tachyon)。介绍 D-膜(D-branes)的概念及其在定义开放弦端点处的意义。 3. 圈量子引力(Loop Quantum Gravity, LQG): 阐述将经典变量(如电磁场)替换为“连接量”(Connection Variables)和“三角面积算符”(Area Operators)的过程。展示 LQG 如何在离散化的时空结构中,自然地消除了标准黑洞奇点,并提出了“圈玻色子”(spin foams)的概念。 第四部分:宇宙学模型的演化与观测检验 本书将理论物理与宇宙学观测结果相结合,审视我们所处宇宙的起源、结构和最终命运。 1. 弗里德曼方程组(Friedmann Equations): 基于各向同性和均匀性假设,推导出描述宇宙尺度因子 $a(t)$ 演化的核心方程。分析不同物质-能量组分(辐射、物质、暗能量)对宇宙膨胀率的贡献。 2. 暴胀理论(Inflation): 详细论述暴胀模型如何解决视界问题、平坦性问题和单极子问题。分析暴胀模型产生的原初引力波背景和密度涨落的谱指数,以及这些指标如何在宇宙微波背景(CMB)中被观测到。 3. 暗物质与暗能量的动力学: 区分冷暗物质(CDM)模型(如 WIMPs)与暗能量(描述为 $Lambda$ 宇宙学常数或修正引力模型)。讨论星系旋转曲线、引力透镜效应以及 Ia 型超新星观测对暗能量占据宇宙主导地位的证据。 第五部分:高维时空与新兴概念 最后一部分探索了超越我们四维时空认知的理论构想。 1. 卡鲁扎-克莱因理论(Kaluza-Klein Theory): 追溯将第五个维度卷曲化(compactification)以统一电磁力和引力的历史尝试。 2. M理论与全息原理: 介绍 M 理论作为统一 11 维超引力与各种五维超弦理论的框架。深入讨论 AdS/CFT 对偶(反德西特空间/共形场论对偶),即引力理论与低一维边界上的量子场论在数学上等价的革命性思想。这为研究强耦合量子系统提供了新的计算途径。 本书特点: 数学严谨性: 严格推导每一个核心公式,不回避复杂的微分几何和群论工具。 跨学科视野: 将抽象的理论物理与具体的(如 LIGO、Planck 卫星)观测结果紧密结合。 前沿聚焦: 强调当前物理学未解之谜(量子引力、暗能量本质),引导读者思考未来研究方向。 本书不涉及地球的形成、气候变化、地质构造或人类活动的任何地理学内容。它完全专注于描述宇宙的结构、物质的本源以及时空的基本法则。

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读后感

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用户评价

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对于我这样的视觉型学习者而言,一本教材的成功与否,很大程度上取决于它能否将抽象的概念转化为具体的图像信息。而《高中地理》在这方面做得堪称典范。它在每一个关键知识点上,都配有精心制作的示意图,这些图例绝非简单的填充物,而是经过了高度提炼和符号化的视觉语言。比如,在解释热力环流时,书中用不同颜色和箭头清晰地标注了空气的上升、下沉以及水平运动的方向,再辅以相应的气压差异说明,让一个三维的空气运动模型立体地呈现在眼前。除了科学图表,书中穿插的那些反映人类活动与地理环境相互作用的纪实性照片,更是极具冲击力。它们不仅仅是装饰,更是支撑论点的有力证据,让抽象的“环境承载力”或“土地荒漠化”等概念,变得触目惊心且真实可感。这种图文并茂的叙事方式,极大地降低了认知负荷,使得学习过程变成了一种视觉享受。它真正做到了“授人以渔”——它教给我的不是知识本身,而是如何用地理学的视角去观察和理解我们脚下的这颗星球,让我从一个被动的知识接收者,转变为一个主动的探索者。

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这本书简直是为我这种对自然世界充满好奇心,又有点“地理恐惧症”的学生量身定做的!我一直觉得地理这门课枯燥乏味,充满了各种记不住的地名和复杂的图表,但《高中地理》完全颠覆了我的认知。首先,它的叙述方式极其生动,仿佛作者是一位经验丰富的旅行家,带着我们穿梭于地球的各个角落。比如讲到板块构造时,它没有直接堆砌生硬的理论,而是用了一个非常形象的比喻,将地球内部的运动描绘成一锅正在慢炖的浓汤,热流的上升与对流清晰可见,这样一来,那些原本晦涩的物理过程一下子就变得直观易懂了。更让我惊喜的是,书中对人文地理的探讨也相当深入,它不仅仅关注人口的分布,更深入剖析了文化、经济活动如何塑造了我们今天看到的城市景观和社会结构。我记得有一次,书里分析了某个著名旅游城市的兴衰史,不仅仅是历史事件的罗列,而是将气候、资源、交通动脉的演变串联起来,形成了一张完整的历史动态图。阅读这本书的过程,更像是一场高质量的纪录片赏析,让人在获得知识的同时,也感受到了地理学的魅力和广阔的视野。它的排版设计也非常用心,大量高清的实景照片和手绘的示意图完美结合,使得复杂的概念不再是文字的堆砌,而是跃然纸上,大大减轻了阅读的压力,也提升了学习的效率。

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这本书带给我的感受,是前所未有的系统性和深度,它彻底改变了我对“地理”二字的刻板印象。过去,我总觉得地理就是死记硬背一些地图上的符号和特定的气候类型,但翻开这本书后,我发现自己踏入了一个关于地球运行规律的宏大叙事之中。它的文笔极其流畅且富有学术气息,但又巧妙地避免了过于生僻的术语堆砌,使得阅读体验保持在一种既有深度又易于接受的平衡点上。让我印象深刻的是书中对“人地关系”这一核心主题的探讨,这部分内容绝非简单的环境保护口号,而是结合了经济地理学和环境科学的最新研究成果,分析了工业化进程中资源消耗的模式,以及可持续发展在全球不同区域的实践困境与成功案例。这种跨学科的融合能力,是很多同类读物所欠缺的。阅读到关于区域经济发展带的章节时,我甚至联想到了国际新闻中报道的贸易摩擦和产业转移,书中的理论模型瞬间在现实生活中找到了对应的投影,这种知识的迁移能力极大地增强了我对时事政治的理解深度。它教会了我如何用“空间思维”去看待世界,而不是孤立地看待每一个事件,这是一种非常宝贵的思维工具。

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说实话,我一开始接触到这本教材的时候,内心是有些抗拒的,毕竟高中阶段的学习压力已经很大,我更倾向于那些能够“速成”的资料。然而,《高中地理》用它扎实的内容和严谨的逻辑结构,成功地“俘虏”了我这个挑剔的读者。它最出彩的地方在于其知识体系的构建,不是零散的知识点堆砌,而是层层递进,环环相扣。比如,在学习自然环境要素时,从大气环流讲到洋流,再到水循环,每一个章节的知识点都像是精确咬合的齿轮,为理解下一个更复杂的系统打下坚实的基础。我特别欣赏它在处理区域地理问题时的批判性思维引导。它不会直接给出“标准答案”,而是抛出一个复杂的现实案例,引导我们运用所学的气候学、地貌学、水文地理知识进行多角度的分析和论证,这种“探究式学习”的体验,让学习过程充满了挑战性和成就感。这种教育理念的体现,让这本书远超了一般教科书的范畴,更像是一位循循善诱的良师益友。对于那些希望不仅仅是应试,而是真正想建立起完整的地理学思维框架的学生来说,这本书绝对是不可多得的宝藏。即便是那些看似简单的主题,如“季风的成因”,书中也会从海陆热力性质差异的宏观背景,逐步细化到气压带的季节移动,逻辑链条极其清晰有力,让人想不记住都难。

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我必须承认,这本书的阅读难度是存在的,但这种难度是建立在对知识的尊重之上的,它要求读者投入时间去思考和消化,而不是走马观花。它的优势恰恰在于其内容的详实和讲解的透彻,尤其是在涉及地表形态的塑造过程时,那种对地质作用力的细致描绘,如同电影慢镜头一般将数百万年的演化过程浓缩在了几页纸上。例如,对于喀斯特地貌的形成,它不仅仅罗列了溶蚀的化学反应式,更结合了全球不同气候带下石灰岩地区的实例进行对比分析,让我们清晰地看到气候、岩性、水文条件如何共同雕刻出千姿百态的地表景观。这种对比分析的方法,极大地拓展了我的知识边界,让我不再满足于表面的描述,而是追问“为什么会是这样”。更值得称赞的是,书中对于图表的使用达到了教科书级别的专业水准,那些等高线地形图的判读技巧、气候统计图的解读方法,都通过大量的范例和逐步分解的步骤指导,变得不再神秘。读完相关章节后,我对着任何一张复杂的地理图表都能迅速抓住其核心信息,这在以前是难以想象的。这本书对于那些追求卓越、不满足于基本概念的学生来说,无疑是一次智力上的盛宴。

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