大学物理实验教程

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页数:334
译者:
出版时间:2009-1
价格:33.00元
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isbn号码:9787030231772
丛书系列:
图书标签:
  • 大学物理
  • 物理实验
  • 实验教程
  • 高等教育
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  • 物理学
  • 教学参考
  • 实验指导
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具体描述

《大学物理实验教程》是按照《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》,基于大学物理实验室现有的仪器设备及实验教学发展规划而编写的。《大学物理实验教程》共分7章,第一章为绪论,第二章为常用仪器的使用知识,第三章为力学、热学实验,第四章为电磁学实验,第五章为光学实验,第六章为综合性设计型教学实验,第七章为研究性教学拓展型实验。《大学物理实验教程》共编排32个实验,其中部分实验是按设计性要求提出的,具有延伸、拓展操作的意义。

《大学物理实验教程》可作为高等工业院校物理实验课教材,也可供相关学科的教师、学生及工程技术人员参考。

《探秘微观世界:量子力学入门》 本书旨在为具有一定数学基础(微积分、线性代数)的读者提供一个清晰、严谨且富有趣味性的量子力学入门。我们深知量子世界颠覆了经典物理的直观认知,因此,本书将以循序渐进的方式,引导读者穿越宏观的日常经验,步入那充满概率、叠加与纠缠的奇妙领域。 第一部分:量子世界的基石——波粒二象性与量子化 在宏观世界,粒子是粒子,波是波,界限分明。然而,微观粒子却展现出令人惊叹的“波粒二象性”。本部分将从光电效应和康普顿散射等经典实验出发,揭示光子的概念,阐释能量的量子化。我们将深入探讨电子衍射实验,证明微观粒子同样具有波动性,并引入德布罗意波的概念。通过对海森堡不确定性原理的详尽阐述,我们将理解微观粒子位置与动量之间不可逾越的测量限制,以及这种限制对我们理解微观粒子行为的深刻影响。我们将探讨量子叠加态的思想,例如电子可以同时处于多个位置的叠加,以及如何通过测量来“坍缩”到某个确定状态。 第二部分:描述量子世界的语言——薛定谔方程与波函数 为了精确描述量子粒子的行为,物理学家们发展了全新的数学工具。本部分将聚焦于核心的薛定谔方程,从其一维形式出发,逐步过渡到三维形式。我们将详细解析波函数(ψ)的物理意义:它并非粒子的实际轨迹,而是描述粒子在某个空间位置出现的概率幅。我们将学习如何从波函数计算粒子的概率密度,以及如何理解波函数的归一化条件。通过对势阱、势垒等典型势场中的薛定谔方程求解,我们将直观地感受量子粒子在不同势场中的行为特征,例如隧穿效应,即粒子有一定概率穿过能量比自身高的势垒,这是经典物理中无法想象的现象。本部分还将引入守恒定律在量子力学中的体现,例如能量守恒和动量守恒,以及如何通过算符来表示这些守恒量。 第三部分:量子世界的复杂性——角动量、自旋与原子结构 微观粒子不仅具有动量,还拥有角动量。本部分将深入研究量子角动量,包括轨道角动量和自旋角动量。我们将学习如何用量子数来描述角动量的大小和方向,并理解自旋角动量是粒子内禀的性质,与轨道运动无关。我们将重点探讨电子的自旋,以及泡利不相容原理如何决定了原子中电子的排布,从而构成了元素周期表的宏观基础。通过对氢原子能级结构的详细分析,我们将解释原子光谱的离散性,以及电子在能级跃迁时吸收或发射光子的机制。我们将探讨简化的多电子原子模型,理解屏蔽效应和有效核电荷的概念,进一步解释原子半径、电离能等化学性质的周期性变化。 第四部分:量子纠缠与量子信息——未来的曙光 量子力学的奇特性质并不仅限于单个粒子。本部分将带您领略量子纠缠的魅力。我们将解释什么是量子纠缠,即两个或多个粒子之间存在着超越经典关联的强关联,即使相距遥远,测量一个粒子的状态也会瞬间影响到其他粒子的状态。我们将探讨贝尔不等式的意义,以及实验如何证实了量子纠缠的存在,推翻了“局域实在论”的观点。在此基础上,我们将初步介绍量子信息科学的概念,包括量子比特(qubit)与经典比特的区别,以及量子叠加和量子纠缠在量子计算、量子通信和量子密码学等领域的潜在应用。我们将简要提及量子门操作和一些基础的量子算法思想,展望量子技术将如何改变未来的计算和信息安全格局。 第五部分:应用与展望——量子力学在现代科技中的身影 量子力学并非仅存于理论殿堂,它早已深入现代科技的方方面面。本部分将列举一系列量子力学的重要应用,例如:半导体器件的工作原理(晶体管、激光器),这构成了我们现代电子信息产业的基石;核磁共振成像(MRI)在医学诊断中的重要作用;核能的利用及其背后的核物理原理;以及各种先进的材料科学,如超导材料、纳米材料的量子效应。我们将探讨量子力学在基础物理研究中的持续推动作用,例如粒子物理标准模型的构建、宇宙学研究中的暗物质和暗能量的探讨。最后,我们将展望量子力学的未来发展方向,包括对量子引力理论的探索,以及对生命科学、意识等更深层次问题的量子化解读的可能性。 本书力求以严谨的科学态度,清晰的逻辑结构,生动的语言表达,帮助读者建立起对量子力学基本概念的深刻理解。我们相信,通过对本书的学习,您将能够以全新的视角审视我们所处的世界,感受微观粒子世界的奇妙与魅力,并为进一步探索更广阔的物理学领域打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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我对这本书的内容结构感到非常好奇,它似乎采取了一种非常独特的叙事方式来组织实验内容。我注意到它没有采用传统的“理论讲解—实验步骤—数据分析”的线性展开,而是似乎在尝试构建一种更接近真实科研情境的逻辑流。比如,它可能首先呈现一个开放性的研究问题,然后引导读者去思考完成这个问题所需的理论基础和实验方法,最后才逐步揭示标准的实验流程和可能的陷阱。这种“问题导向”的学习路径,极大地激发了我主动探索的欲望,而不是被动地接受既定的知识灌输。我希望它能在每个实验的引入部分,提供一些历史背景或者前沿应用的小插曲,这样能让那些抽象的物理定律与现实世界建立起更紧密的联系。如果真如我所猜测的,它能成功地将实验的“为什么”和“怎么做”巧妙地融合在一起,那它将远远超越一本单纯的实验指导手册,成为一本思维训练的宝典。

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这本书在图像质量和示意图的专业性上,达到了一个令人惊叹的高度。我翻阅了几个关于光学实验的部分,那些光路图简直无可挑剔。它们不是那种教科书里常见的老旧的、线条生硬的矢量图,而是采用了现代计算机辅助绘图的精细风格,所有的仪器轮廓、光束路径都标注得极其明确,关键的测量点和误差来源都有细致的阴影和高光处理。更难能可贵的是,它似乎还引入了一些三维建模的视角来解释复杂仪器的内部结构,这对于那些仅仅通过二维平面图就难以想象设备工作原理的学习者来说,无疑是打开了一扇新的大门。我特别期待它在数据采集和误差分析的章节,希望它能用这样高质量的图示来展示如何正确地连接传感器、如何避免环境噪声的干扰,而不是仅仅用文字堆砌公式。一份清晰的图胜过千言万语,而这本书的图,无疑是教科书级别的典范。

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这本书的装帧设计真是令人眼前一亮,封面那种略带磨砂质感的纸张,配合着烫金的书名字体,散发着一种沉稳而又不失现代气息的学院风。初次拿到手里,就能感觉到它分量十足,这暗示着内容想必是相当扎实和深入的。我尤其喜欢它在章节排版上的用心,每一页的留白都恰到好处,不会让人感到拥挤,阅读起来非常舒适。那种细微的油墨气味,混合着新书特有的纸香,让人有一种立刻沉浸其中的冲动。而且,它的内文印刷清晰度极高,即便是那些复杂的公式和图表,线条也锐利得仿佛是用激光刻上去的一般,这对于需要精确辨认实验步骤和数据处理的读者来说,简直是福音。翻开扉页,那种设计者对细节的执着追求就扑面而来,让人感觉这不是一本应付差事的教材,而是一件精心打磨的工具书。我还没开始深入研究内容,但仅凭这份制作的诚意,就已经大大提升了我对后续学习的期待值。

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阅读过程中,我发现作者对实验的“可重复性”和“操作规范”的强调达到了近乎偏执的程度,这让我感到非常踏实。在描述具体操作步骤时,那种详尽的程度几乎到了令人发指的地步——它不仅告诉你“拧紧螺丝A”,还会用一个单独的小注释来提醒你“注意:顺时针旋转,力度以感到轻微阻力为宜,过度用力可能损坏固定架的精密导轨”。这种对细节的把控,体现了作者深厚的实践经验。很多实验手册只是泛泛而谈,但这本书似乎在预判读者可能遇到的所有实际操作中的“坑”。我尤其欣赏那些关于安全操作的提示,它们被独立出来,用醒目的排版强调,这表明作者对实验者的安全和对设备的保护给予了极高的重视。这种对严谨性的坚守,恰恰是实验科学最核心的精神,让人相信,按照这本书的指引去操作,出事故的概率会大大降低,而得到的实验结果也更有说服力。

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从整体的阅读体验来看,这本书的文字风格非常具有学者的风范,冷静、客观,逻辑链条极其紧密,几乎没有冗余的、煽情的或是不必要的修饰语。它更像是在和一位经验丰富、一丝不苟的实验室导师进行一对一的深入交流。例如,在讨论某个参数的理论值与实验值出现偏差的原因时,作者会系统地罗列出所有可能的系统误差、随机误差以及人为误差的可能性,并用简洁的语言指出每种误差对结果可能产生的方向性影响。这种深入浅出但绝不敷衍的论述方式,极大地提升了本书的学术价值。它没有试图用简单的比喻来稀释复杂的物理概念,而是选择用最精确的语言去定义它们,这迫使读者必须集中注意力,真正去理解背后的物理原理。这本书绝对不是那种可以一边喝咖啡一边随便翻阅的书籍,它需要你拿出十二分的精神去对待,而它也确实值得你付出这样的专注。

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