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物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 版權(quán)信息
- ISBN:9787213097461
- 條形碼:9787213097461 ; 978-7-213-09746-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):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(xué)的認知全貌,經(jīng)典力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)、相對論里的重要發(fā)展節(jié)點一個不少。 2. 以有趣的方式梳理解物理學(xué)里不能錯過的公式定理,還有關(guān)于物理學(xué)家的奇聞軼事,讓你再聊起牛頓定律、量子力學(xué)、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(xiàn)人類運輸嗎?薛定諤的貓到底是死是活……淼懂物理學(xué),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(xué)家的折磨和打擊?數(shù)學(xué)不好的海森堡靠猜拿到了物理博士學(xué)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(xué)家們的生平趣事,讓物理學(xué)更加生動有趣。 5. 文津圖書獎獲得者、《中的物理學(xué)》作者、著名理論物理學(xué)家李淼全新力作。大物理學(xué)家的30堂極簡物理通史課,構(gòu)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(xué)習(xí)物理學(xué)知識!
物理原來很有趣 : 李淼的30堂物理課 內(nèi)容簡介
本書是根據(jù)作者在知乎專欄中發(fā)表的30堂通識課的講稿整理而來的, 全書共分經(jīng)典力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、量子力學(xué)、相對論5章共30課。書中, 作者用講述科學(xué)家有趣的發(fā)明故事、據(jù)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(jīng)典物理學(xué)、量子力學(xué)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(lǐng)略物理之美, 引導(dǎo)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(jīng)典力學(xué)
1.水中的力量:阿基米德定律
2.行星的旋轉(zhuǎn)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(xué)
4.巨人肩膀上的勝利:牛頓三大定律
5.埋葬哲學(xué)家的真理:牛頓萬有引力
第2章 熱學(xué)
6.鬼魂是否存在:能量守恒定律
7.從有限到無限:熱力學(xué)第二定律
第3章 電磁學(xué)
8.同性相吸,異性相斥:庫侖定律
9.感應(yīng)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(xiàn)象:麥克斯韋電磁場理論
第4章 量子力學(xué)
11.量子的猜測:普朗克量子假設(shè)
12.愛因斯坦的創(chuàng)舉:光電效應(yīng)
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(xué)
16.海森堡的量子力學(xué)
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(xiàn)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(zhì):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(zhì)能關(guān)系
29.愛因斯坦的驚奇發(fā)現(xiàn):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(jié)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(xué)及其應(yīng)用。 量子力學(xué)的**堂課,當然是關(guān)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(xù)的。 光也是波,這個事實在 19 世紀初就被物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)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(xù)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(fā)現(xiàn)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(shù)就是普朗克常數(shù)。當然,普朗克常數(shù)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(dǎo)出,激光的能量就是*小能量的整數(shù)倍。 沒錯,你的推導(dǎo)是正確的。不過,普朗克在 1900 年左右就推導(dǎo)出這個 結(jié)論了。 接下來,我們說說普朗克是如何推導(dǎo)出這個結(jié)論的,以及這個結(jié) 論的具體意義是什么。 回顧一下玻爾茲曼的統(tǒng)計力學(xué),任何氣體都是由分子或者原子構(gòu) 成的,玻爾茲曼發(fā)現(xiàn)了其中的一個重要規(guī)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(xué)家們想把玻爾茲曼的理論應(yīng)用到光 的研究領(lǐng)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(xué)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(fā)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(chǎn)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(xué)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(jié)合起來。他們設(shè)想:如果給氣體設(shè)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(shè)定一個溫度,應(yīng)該也能計算出它有多少能量。 當物理學(xué)家們把這個公式應(yīng)用到麥克斯韋理論中時,發(fā)現(xiàn)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(xué)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(xué)家們并沒有假設(shè)光和電磁波是由分子和原子構(gòu)成的,而 認為光是連續(xù)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(xù)的。物理學(xué)家也假定在空間里充滿了光,這些光是連續(xù) 的。按照麥克斯韋的理論,光呈現(xiàn)出的是連續(xù)的波的狀態(tài)。簡單應(yīng)用 一下玻爾茲曼的理論,物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)光有無限大的能量。 而普朗克認為,物體的熱輻射所發(fā)出的光的能量并不連續(xù),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(shù)。這個 常數(shù)后來就被叫作普朗克常數(shù)。其實我們所說的量子,就是指這種物 理量本身不連續(xù)、總是一份一份分布的特性。 這個偉大的發(fā)現(xiàn)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(shù)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(guān) 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(guān)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(xué)家、暢銷科普作家、文津獎得主。 1982年畢業(yè)于北京大學(xué)天體物理專業(yè),1984年獲中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位,1989年赴丹麥哥本哈根大學(xué)玻爾研究所學(xué)習(xí),1990年獲哲學(xué)博士學(xué)位。 1990年起先后在美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校、布朗大學(xué)任研究助理教授,1996年在芝加哥大學(xué)費米研究所任高級研究助理,1999年回國任中國科學(xué)院理論物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師。
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