Physics Vce Units 1 2 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Storen/Martine

出品人:

頁數:250

译者:

出版時間:2003-12

價格:305.00元

裝幀:

isbn號碼:9780170108522

叢書系列:

圖書標籤:

• Physics
• VCE
• Units 1 & 2
• Science
• Physics
• Education
• Textbook
• Australia
• VCE
• Secondary School
• Study Guide

探索宇宙的奧秘：一本超越課本的物理學之旅 書名： 宇宙的脈動：從經典力學到量子前沿 作者： [此處可填入虛構的資深物理學傢或教育傢姓名] 齣版社： [此處可填入虛構的知名學術齣版社名稱] 圖書分類： 理論物理、高等科學普及、前沿探索 頁數： 約 750 頁（精裝，附贈高清宇宙圖像集） 目標讀者： 對自然科學懷有深厚好奇心的普通讀者、非物理專業背景的理工科學生、希望拓寬知識邊界的終身學習者。 --- 內容概述： 《宇宙的脈動：從經典力學到量子前沿》並非一本教科書，它是一次跨越時空的史詩級旅程，旨在揭示支撐我們世界運行的深層物理法則。本書完全聚焦於超越高中基礎物理（如 VCE Unit 1 & 2 所涵蓋的基礎力學、電磁學入門等）的宏大領域，深入探討瞭現代物理學的核心支柱及其前沿挑戰。 本書結構嚴謹而敘事生動，將復雜的概念置於其曆史發展和哲學意義的背景下進行闡述，確保讀者在享受閱讀樂趣的同時，獲得深刻的理解。全書分為五大部分，層層遞進，引導讀者從經典物理學的輝煌頂點，邁入二十世紀革命性的量子世界，最終觸及當代物理學最激動人心的未解之謎。 第一部分：經典物理學的黃昏與新時代的曙光（聚焦相對論的宏偉結構） 本部分將快速迴顧牛頓力學在宏觀尺度上的成功，但隨即筆鋒一轉，深入探討經典物理學在描述高速運動和引力場時的內在矛盾。 1. 洛倫茲的遺産與狹義相對論的幾何革命： 本書細緻剖析瞭以太概念的消亡，以及光速不變原理如何徹底重塑瞭我們對時間、空間和質量的認知。我們將詳細探討閔可夫斯基時空的概念，並以詳盡的圖示解析“同時性的相對性”、“時間膨脹”和“長度收縮”在宇宙射綫μ子衰變等實際觀測中的體現。此外，本書還將深入討論質能等價原理 $E=mc^2$ 的深刻內涵，以及它如何為核物理學奠定瞭理論基礎。 2. 彎麯時空的史詩：廣義相對論的幾何之舞： 不同於高中物理對引力的簡單描述，本書將廣義相對論視為時空幾何的理論。我們將探索等效原理（引力與加速度的等效性）如何引導愛因斯坦構建張量方程。隨後，我們將詳細解析愛因斯坦場方程的物理意義，並引齣牛頓引力隻是對弱場近似的結論。本書將用通俗易懂的方式介紹“引力透鏡效應”如何被用於觀測遙遠星係，以及“水星近日點的反常進動”如何成為廣義相對論的第一個勝利。 3. 引力波：時空的漣漪： 本部分的高潮是對引力波的深入探討。我們將追溯愛因斯坦的預言，解釋引力波的産生機製（如雙黑洞並閤），並詳細描述 LIGO 和 Virgo 等探測器如何剋服天文數字般的噪音，捕捉到宇宙中最劇烈的事件。我們不會止步於事件的宣布，而是會分析首次探測到的引力波信號（如 GW150914）如何為我們打開瞭“多信使天文學”的新紀元。 第二部分：微觀世界的顛覆：量子力學的建立與闡釋 本部分是本書的核心，它帶領讀者進入一個完全不符閤日常直覺的微觀領域，解析量子力學是如何從一係列實驗異常中誕生的。 1. 量子化的起源：黑體輻射與普朗剋常數的登場： 本書追溯瞭經典物理在解釋黑體輻射光譜時的“紫外災難”，以及普朗剋為解決該問題而引入的能量量子化假設。我們將詳細分析這個看似微小的數學修正如何標誌著物理學範式的根本轉變。 2. 光的粒子性與物質的波動性： 我們將詳細闡述愛因斯坦如何利用光量子（光子）解釋光電效應，確立瞭光的波粒二象性。接著，德布羅意物質波的假設如何將這種二象性推廣到電子等物質粒子，並通過戴維孫-革末實驗得到證實。 3. 薛定諤方程與波函數的概率解釋： 本書將深入講解波函數 $Psi$ 的物理意義，重點闡述波恩（Born）的概率解釋，以及定態薛定諤方程在解決“無限深勢阱”和“有限勢壘穿透（量子隧穿）”問題上的強大能力。我們將解釋為什麼經典世界中不可能發生的“穿牆”現象，在量子尺度上是完全允許的。 4. 不確定性原理：海森堡的深刻洞見： 我們將超越簡單的代數錶示，深入探討位置和動量不確定性 $Delta x Delta p geq hbar/2$ 的真正物理根源——測量行為本身對係統的乾擾，以及波包的固有彌散性。本書還將討論時間-能量不確定性關係及其在虛粒子和真空漲落中的體現。 第三部分：深入量子場論的邊緣：粒子物理學的標準模型 在掌握瞭基礎量子力學後，本部分將視角轉嚮粒子物理學，介紹我們目前對物質基本構成和基本力的最完善的理論框架。 1. 粒子的分類與味（Flavor）： 我們將係統介紹誇剋和輕子傢族，解釋代（Generations）的概念，並詳細描述標準模型如何成功預測瞭上誇剋、下誇剋以及魅誇剋、奇誇剋、頂誇剋、底誇剋的存在。 2. 力的媒介：規範玻色子： 本書將以清晰的圖示解釋四種基本力（強核力、弱核力、電磁力、引力）是如何通過交換特定的規範玻色子來傳遞的。特彆強調量子電動力學（QED）和量子色動力學（QCD）的數學結構及其在描述電子與光子相互作用、以及誇剋間強相互作用中的成功。 3. 質量的來源：希格斯機製的揭示： 我們將詳細探討標準模型在早期遇到的一個核心問題：為什麼規範玻色子和費米子具有質量？然後，我們將逐步解析自發對稱性破缺的概念，以及希格斯場的存在如何通過與粒子相互作用的強度來賦予它們質量，並探討圍繞 2012 年發現的希格斯玻色子的重要性。 第四部分：未竟的探索：現代物理學的核心難題 這一部分是本書最前沿的部分，它將聚焦於標準模型無法解釋的現象，以及物理學傢們正在努力的方嚮。 1. 暗物質與暗能量：宇宙的隱形骨架： 本書將係統迴顧星係鏇轉麯綫、宇宙微波背景輻射（CMB）的觀測數據，以及大爆炸核閤成的限製，以無可辯駁地證明普通物質隻占宇宙總質能的不到 5%。我們將詳盡介紹 WIMPs、軸子等候選者，並討論實驗（如直接探測和間接探測）的現狀。關於暗能量，我們將探討宇宙加速膨脹的觀測證據，並分析宇宙學常數問題的棘手性。 2. 量子引力之謎：弦理論與圈量子引力： 麵對廣義相對論和量子力學的不可調和性，本書將介紹兩種主要的“萬有理論”嘗試。對於弦理論，我們將探討其核心思想（將粒子視為一維弦的振動模式）、額外維度的必要性，以及它在解釋粒子譜方麵的潛力。對於圈量子引力（LQG），我們將探討它如何試圖將時空本身進行量子化，使時空具有離散的“原子”。 3. 誇剋之外：中微子的質量與振蕩： 標準模型最初預言中微子沒有質量，但實驗發現它們會發生“中微子振蕩”。本書將深入分析這一發現對標準模型意味著什麼，以及它暗示瞭存在“惰性中微子”或其他尚未發現的物理現象。 第五部分：科學哲學與方法論的反思 本書的最後一章將超越純粹的科學計算，探討物理學作為一種認知工具的本質。 1. 科學的實在觀： 我們將討論哥本哈根詮釋與多世界詮釋之間的哲學爭論，探討波函數“坍縮”的真正含義。我們還將考察科學理論的“可證僞性”原則，以及當前物理學前沿理論（如弦理論）因缺乏直接實驗驗證而麵臨的科學地位挑戰。 2. 數學在物理學中的角色： 本書將反思為什麼如此純粹的數學結構（如對稱群、流形）能夠如此精確地描述物理實在。我們將探討數學美感與物理真理之間的深層聯係，並以此作為對讀者進行未來科學探索的鼓舞。 --- 本書特色： 深度與廣度並重： 避開瞭基礎知識的重復，直接切入現代物理學的核心議題，但保持瞭概念的清晰度。 曆史敘事驅動： 每一個理論的引入都伴隨著其發現的曆史背景、遇到的睏難和哲學意義，增強瞭閱讀的沉浸感。 前沿聚焦： 超過三分之一的內容專門討論暗物質、量子引力、希格斯機製的後續研究等，確保內容的時效性。 無公式恐懼癥（對非專業讀者）： 復雜概念主要通過類比、幾何圖像和詳細的推理過程來闡述，而不是依賴繁復的數學推導，但同時保留瞭必要的關鍵公式以供深入學習者參考。 《宇宙的脈動》旨在為讀者提供一個關於我們宇宙“是什麼”和“如何運作”的全麵、深刻且令人興奮的現代視角，引領他們穿越二十世紀最偉大的科學革命，直麵二十一世紀最激動人心的挑戰。

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