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物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 版權信息
- ISBN:9787213097461
- 條形碼:9787213097461 ; 978-7-213-09746-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 本書特色
1. 用讀一本書的時間,快速建立起對物理學的認知全貌,經典力學、熱學、電磁學、量子力學、相對論里的重要發展節點一個不少。 2. 以有趣的方式梳理解物理學里不能錯過的公式定理,還有關于物理學家的奇聞軼事,讓你再聊起牛頓定律、量子力學、薛定諤的貓、相對論、引力波等知識點時,干貨滿滿,有料又有趣。 3. 鬼魂真的存在嗎?人類是更高維度空間生物的試驗品嗎?時間變慢真的不是心理作用嗎?萬物皆可彎嗎?量子傳輸能實現人類運輸嗎?薛定諤的貓到底是死是活……淼懂物理學,特別漲知識!帶你突破認知邊界,改變看世界的方式。 4. 愛因斯坦竟讓居里夫人跳懸崖?薛定諤躺在玻爾家的床上與玻爾爭吵?法拉第受到哪個物理學家的折磨和打擊?數學不好的海森堡靠猜拿到了物理博士學位?麥克斯韋是個富二代?玻爾是個足球運動員?第谷有個假鼻子……大物理學家們的生平趣事,讓物理學更加生動有趣。 5. 文津圖書獎獲得者、《中的物理學》作者、著名理論物理學家李淼全新力作。大物理學家的30堂極簡物理通史課,構建邏輯完整的知識體系!一本書搞定物理! 6. 重新繪制了50幅精美插圖,輔助我們更好地學習物理學知識!
物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 內容簡介
本書是根據作者在知乎專欄中發表的30堂通識課的講稿整理而來的, 全書共分經典力學、熱學、電磁學、量子力學、相對論5章共30課。書中, 作者用講述科學家有趣的發明故事、據舉一些簡單有趣的例子來分解講述知識點等方式帶讀者解鎖經典物理學、量子力學和相對論的30個不可不知的知識點, 其中涉及牛頓三大定律、能量守恒定律、薛定諤的貓、量子糾纏、引力場等, 從全新的角度為讀者講解物理, 帶讀者領略物理之美, 引導讀者用理工科思維理解世界。
物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 目錄
序 言
第1章 經典力學
1.水中的力量:阿基米德定律
2.行星的旋轉軌跡:開普勒行星運動三大定律
3.感知加速度:伽利略動力學
4.巨人肩膀上的勝利:牛頓三大定律
5.埋葬哲學家的真理:牛頓萬有引力
第2章 熱學
6.鬼魂是否存在:能量守恒定律
7.從有限到無限:熱力學第二定律
第3章 電磁學
8.同性相吸,異性相斥:庫侖定律
9.感應電流的方向:楞次定律和法拉第定律
10.囊括宇宙所有的電磁現象:麥克斯韋電磁場理論
第4章 量子力學
11.量子的猜測:普朗克量子假設
12.愛因斯坦的創舉:光電效應
13.量子的誕生:玻爾的原子模型
14.世界是矛盾的:波粒二象性
15.量子世界里的物理運動:薛定諤波動力學
16.海森堡的量子力學
17.靠實驗確立起來的:哥本哈根詮釋
18.又死又活:薛定諤的貓
19.一場思想實驗:EPR悖論
20.泡利不相容原理
21.一種獨特的現象:量子糾纏
22.孤芳自賞的費米子和愛湊熱鬧的玻色子
23.破解需要一億年:量子通信
24.改變世界的量子計算機
第5章 相對論
25.時間與空間的絕對獨立:伽利略變換式
26.宇宙中的新傳播介質:以太假說
27.時間會膨脹,長度可收縮:相對論
28.改變世界的質能關系
29.愛因斯坦的驚奇發現:等效原理
30.萬物皆可彎:引力場
物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 節選
第11課 量子的猜測:普朗克量子假 從本堂課開始,我們要用 14 堂課來講量子力學及其應用。 量子力學的**堂課,當然是關于量子論的開山鼻祖普朗克的。 那么,普朗克到底做了什么呢? 他認為,光里面的能量是一份一份的。什么意思呢?比如,我們可以說水波的能量可大可小, 波浪小的時候, 它的能量小, 波浪大 的時候, 它的能量大。 而且, 波浪的能量從 0 到無限大, 中間是連 續的。 光也是波,這個事實在 19 世紀初就被物理學家發現了。因此,我們想當然地認為,光的能量和波浪一樣,也是從 0 到無限大且連續不斷的。 普朗克卻說,不對,光的能量是一份一份的。比如,你打開激光 筆,激光的波長或者頻率是固定的。普朗克的發現告訴我們,這個激光的能量有一個*小的部分,這部分的能量與激光的頻率成正比,系 數就是普朗克常數。當然,普朗克常數非常小,因此,一個光子的能 量也非常小。 聰明的你很快就會推導出,激光的能量就是*小能量的整數倍。 沒錯,你的推導是正確的。不過,普朗克在 1900 年左右就推導出這個 結論了。 接下來,我們說說普朗克是如何推導出這個結論的,以及這個結 論的具體意義是什么。 回顧一下玻爾茲曼的統計力學,任何氣體都是由分子或者原子構 成的,玻爾茲曼發現了其中的一個重要規律,即物體中分子的能量和 物體本身的溫度是成正比的。 19 世紀末 20 世紀初,物理學家們想把玻爾茲曼的理論應用到光 的研究領域。我們知道,1888 年,赫茲用實驗證明了電磁波的存在。 所以,19 世紀末 20 世紀初的科學家們想要對光,也就是對電磁波具 有的能量進行研究。 太陽光照射到地球上有固定的能量。 太陽的表面溫度大約有 6000℃,因此太陽發出的光的溫度也是 6000℃左右。如果把太陽光和 地球上的光做類比,就會知道地球上的光也有溫度。比如,我們將一 個爐子里的火點燃,并把爐子密封起來,那么它里面就會產生光。當 這些光的能量和燃燒的物體之間取得一個平衡時,就有了溫度,就像 太陽光一樣。 這個時候,物理學家們就想把麥克斯韋的理論和玻爾茲曼的分子 原子理論結合起來。他們設想:如果給氣體設定一個溫度,能夠計算 出它包含多少能量,那么給光和電磁波設定一個溫度,應該也能計算出它有多少能量。 當物理學家們把這個公式應用到麥克斯韋理論中時,發現這個能量是無限大的。當然,如果一個物體有無限大的能量,這倒是一件好 事,因為這樣我們就會有取之不竭的能源。但事實是,沒有一個物體 有無限大的能量。 那么, 物理學家們怎么會計算出光和電磁波擁有無限大的能量 呢?這是因為,光和電磁波與普通物體之間存在著一個根本的不同之 處——物理學家們并沒有假設光和電磁波是由分子和原子構成的,而 認為光是連續的。這就像我們不會去分解一杯水一樣,因為我們認為 一杯水是連續的。物理學家也假定在空間里充滿了光,這些光是連續 的。按照麥克斯韋的理論,光呈現出的是連續的波的狀態。簡單應用 一下玻爾茲曼的理論,物理學家們發現光有無限大的能量。 而普朗克認為,物體的熱輻射所發出的光的能量并不連續,而是 一份一份的,一份光的大小等于光的頻率乘以一個很小的常數。這個 常數后來就被叫作普朗克常數。其實我們所說的量子,就是指這種物 理量本身不連續、總是一份一份分布的特性。 這個偉大的發現開啟了通往量子世界的大門。 普朗克將光的*小能量叫 quantus,也就是我們今天所說的量子。 這就意味著,雖然這些波從表面上看是不可分割的,但其實它具有的 能量是可以分割的,并且能分割到*小的單位——量子,這個量子有 固定的能量。因此,盡管光不像普通物體那樣包含分子和原子,但是 它的能量是由量子組成的。這樣一來,通過已知的由麥克斯韋、玻爾 茲曼等人建立起來的理論,就能計算出電磁波和光的能量,這個能量 是有限的。普朗克常數非常小,小到什么程度?一個普通的白熾燈,每秒鐘就會釋放萬億億個光量子。 普朗克還給出了一個新的公式,解釋了光的能量與溫度之間的關 系:一個單位體積里的光的能量,是隨著溫度的四次方變化的。也就 是說,光的溫度提高到 2 倍,它的能量就提高到 16 倍;光的溫度提高到 3 倍,它的能量就提高到 81 倍。由此一來,普朗克終于得到了一個 不朽的公式,這就是普朗克公式。 通過普朗克公式,我們知道了光的能量和溫度之間的關系,還能 計算出不同頻率之間的光的能量。波的頻率越大,或者說波長越短, 波的能量也就越大。
物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 作者簡介
李淼 理論物理學家、暢銷科普作家、文津獎得主。 1982年畢業于北京大學天體物理專業,1984年獲中國科學技術大學理學碩士學位,1989年赴丹麥哥本哈根大學玻爾研究所學習,1990年獲哲學博士學位。 1990年起先后在美國加州大學圣塔芭芭拉分校、布朗大學任研究助理教授,1996年在芝加哥大學費米研究所任高級研究助理,1999年回國任中國科學院理論物理研究所研究員、博士生導師。
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