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出版者:高等教育出版社

作者:孔金瓯

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-02-01

价格:32.0

装帧:平装

isbn号码:9787040139983

丛书系列:国外优秀信息科学与技术系列教学用书

图书标签:

• 电磁场
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《宇宙的织锦：光、电与磁的交响》 内容提要 本书并非一部专注于特定科学著作的解读或评述，而是旨在为广大读者，尤其是对自然界运行之“道”怀有深切好奇心的人士，构建一个宏大而精微的图景。我们深入探索了人类认知旅程中，那些最基本却又最令人着迷的物理现象——光、电、磁——是如何相互关联，共同编织出现实世界的“织锦”。 全书分为四个主要部分，层层递进，从宏观现象的观察，到微观机制的揭示，再到对现代技术应用的展望。 --- 第一部分：可见的涟漪——从静电到电流的直观体验 本部分侧重于对电与磁现象的日常观察和早期科学探索的梳理。我们不直接讨论任何复杂的数学公式，而是通过详尽的故事和类比，展现这些力量的“脾性”。 第一章：无形的牵引力 我们从琥珀摩擦生丝绒的古老故事开始，探讨“摩擦起电”现象的本质。静电荷如何产生？它如何影响周围的物体？通过对“吸引”与“排斥”的细腻描述，读者将建立起对电荷概念的直观理解。我们模拟了雷雨天气中电荷的积累与释放，强调了电荷守恒这一看似简单却至关重要的基本定律。 第二章：流动的活力 电流的引入被描绘为一种“秩序化的运动”。我们不再将电流视为抽象的符号，而是视其为粒子在导线中的集体迁徙。水流的比拟被精心运用，但同时指出其局限性——电荷的迁移速度与我们通常理解的“水流”速度的巨大差异。本章详细介绍了不同材料的导电性差异，探究了电阻的物理根源，并以手电筒或电炉丝的例子，说明电能如何转化为光能和热能的转化过程，这是能量转换的第一个重要环节。 第三章：磁场的温柔触摸 磁现象的探索始于天然磁石的发现。我们考察了磁铁的“南北极”特性，并解释了为何试图分离单一磁极是徒劳的尝试。本章引入了磁场的概念，将其可视化为环绕磁体的“作用线”，强调了磁场是三维空间中的一种“力场”存在。我们对比了磁性材料（如铁、镍）与非磁性材料在磁场中的不同反应，为后续的电磁感应打下基础。 --- 第二部分：看不见的桥梁——电与磁的相互转化 这是全书的核心部分，旨在揭示电现象与磁现象之间并非孤立存在，而是彼此依存、相互转化的动态关系。 第四章：运动的电荷与圆形的力 本章聚焦于电流对磁场的影响。通过对指南针在通电导线附近的行为观察，我们清晰地展示了电流如何“制造”磁场。我们详细描述了螺旋管（螺线管）如何聚焦磁力，并以此为基础，深入探讨了电动机的工作原理。这不是一个公式推导，而是对“力矩”和“旋转驱动”的机械与电学解释，揭示了如何用持续的电流来维持一种持续的旋转运动。 第五章：变化的磁场与感应的电流 本章是关于“反向工程”的精彩探索。如果运动的电荷产生磁场，那么变化的磁场能否产生电流？我们细致地描述了法拉第的著名实验：仅仅通过移动磁铁靠近或远离线圈，就能在回路中激发电流。这被定义为“电磁感应”。本章的核心在于强调“变化率”的重要性——只有磁场在时间上发生变化，感应电动势才会产生。这为发电机和变压器的诞生提供了理论基石。 第六章：电磁波的预言与诞生 将前两章的发现综合起来，我们探讨了更深层次的统一性。变化的电场必然产生磁场，而变化的磁场又必然产生电场。这种“自我维持的振荡”——电场与磁场的交替激发——如何以光速在空间中传播？本章追溯了早期科学家如何从理论上推导出这种“电磁扰动”的存在，并最终，通过实验证实了光本身就是一种电磁波。 --- 第三部分：光的世界——电磁波谱的广阔疆域 一旦确立了光是一种电磁波，我们的视野便从日常的电磁现象，拓展到了整个电磁波谱。 第七章：可见光：人类的窗口 我们解析了可见光是如何通过电磁波的特定频率范围被眼睛感知。光的“波粒二象性”被引入，但不是以严格的量子力学语言，而是以现象描述的方式：光既表现出干涉和衍射的波动特性，又在与物质作用时表现出粒子的撞击特性。本章细致描绘了棱镜如何将白光分解，揭示了不同颜色对应着不同波长的物理事实。 第八章：看不见的邻居 本章带领读者“拓展视野”，探索可见光两端未被肉眼直接感知的波段。从红外线（热辐射的本质）到紫外线（其能量与化学反应的关系），再到更长波长的微波和射电波，以及更高频率的X射线和伽马射线。每一种波段都被赋予了具体的物理意义和实际应用背景，展示了电磁理论在解释整个电磁频谱上的普适性。 --- 第四部分：现实的塑造者——技术与哲学的交汇 最后一部分，我们将目光投向这些基础物理原理如何塑造了现代文明，并探讨其蕴含的哲学意义。 第九章：信息时代的脉搏 本章聚焦于电磁波在现代通信中的应用。无线电波如何被调制和解调？从早期的摩尔斯电码到今天的蜂窝网络，我们探讨了如何通过改变电磁波的振幅（调幅）或频率（调频）来承载信息。激光技术作为一种高度集中的电磁辐射，如何应用于光纤通信和精密测量，成为数据传输的“高速公路”。 第十节：秩序与和谐的追求 本书的收尾是对科学探索精神的致敬。我们回顾了从亚里士多德的思辨到十八、十九世纪的实验狂潮，人类是如何一步步将看似无关的“电火花”与“磁石吸力”统一在一个优雅的理论框架之下的。这种统一性体现了自然界深层的和谐之美。我们探讨了早期物理学家们对“以最少假设解释最多现象”的执着追求，以及这种追求如何最终导向了对宇宙基本规律的深刻洞察。 本书旨在激发读者对自然界深层结构的敬畏之心，理解我们生活在一个由电磁力主导的、充满动态平衡的宇宙之中。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调配上流动的金色线条，让人一眼就能感受到其中蕴含的某种宏大叙事感。我拿到手的时候，光是摩挲着封面的纹理，就仿佛已经置身于一个充满未解之谜的广袤宇宙之中。装帧的质感非常出色，纸张的厚度和触感都透露出一种对知识的敬畏。内页的排版也极其考究，字体的选择既保证了阅读的舒适度，又带有一种古典的韵味，每当翻开新的一章，那种期待感简直无以言表。我尤其欣赏作者在章节标题上的处理，它们往往不是简单的概括，而更像是一组充满暗示的诗句，让人在阅读正文之前，就已经开始在脑海中构建初步的框架和想象。这种对“物”的精心打磨，无疑为接下来的精神探索铺设了一条坚实而优雅的甬道。这本书的实体书拿在手里，分量十足，象征着它所承载的知识的重量，绝非泛泛之作。

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坦率地说，这本书并非是那种可以一口气读完的“消遣之作”。它需要时间，需要投入，需要一种愿意沉下心去与之对话的姿态。有些段落，我不得不反复阅读三四遍，每一次重读，都会发现新的层次和新的含义浮现出来，就像是在一块复杂的晶体上不断调整观察的角度。它的难度不在于术语的生僻，而在于其内在逻辑的精妙与环环相扣。真正让这本书脱颖而出的，是它所构建的知识体系的完整性和自洽性，它不仅仅是知识点的堆砌，而是一个逻辑自洽、美轮美奂的思想殿堂。对于任何一个渴望深度探索世界本质的求知者来说，这本书都像是一份诚挚的邀请函，邀请你进入一场关于真实、规律与美的伟大探险。

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这本书的阅读过程，对我个人思维模式的重塑起到了潜移默化的作用。我发现自己开始用一种全新的视角去审视身边发生的一切，从日常光线的折射，到远方星辰的运动，都似乎带上了一层更深邃的解读维度。作者不仅仅是在传授知识，更像是在训练读者的“观察力”和“质疑精神”。他不断地引导我们去追问“为什么是这样”，而不是满足于“它就是这样”。这种思维的训练，是任何单一学科的知识积累都无法比拟的。我甚至觉得，这本书更像是一本关于如何“思考”的指南，它教会我在面对复杂问题时，如何建立有效的方法论，如何用更宏观的视角去切割和分析现实的碎片。这种心智上的拓展，比记住任何一个公式都要宝贵得多。

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我花了整整一个周末的时间来消化前三章的内容，坦白说，这种阅读体验更像是一次智力上的攀登，而非轻松的漫步。作者的叙事节奏把握得极其精准，他似乎深谙如何在一片看似枯燥的逻辑海洋中，时不时地抛出一些令人醍醐灌顶的洞见。那些复杂的概念，在文字的雕琢下，不再是高悬于殿堂之上的神谕，而是化为了可以被触摸、被理解的实体。尤其让我印象深刻的是他对历史背景的梳理，那种抽丝剥茧般的考证过程，让人肃然起敬。他没有简单地罗列事实，而是将每一个科学发现的诞生，都置于当时社会思潮、技术限制乃至个人命运的宏大背景下进行剖析，使得整个知识的演进脉络清晰可见，犹如一幅动态的历史长卷在我眼前徐徐展开。读到精彩之处，我常常需要停下来，合上书本，在房间里踱步许久，试图将那股思绪沉淀下来，生怕一个不慎，就让那稍纵即逝的灵光从指间溜走。

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这本书的语言风格极具辨识度，它有一种沉静而深邃的力量，像是一口古老的井，表面风平浪静，但往下探寻，却能感受到源源不断的清冽。它不像某些科普读物那样，为了迎合大众而过度简化，而是保持了一种令人信服的学术严谨性，但又巧妙地避开了学院派文章常见的晦涩与僵硬。作者似乎拥有一种魔力，可以将那些抽象到近乎虚无的理论，通过生动而富有哲理的譬喻，锚定在我们的日常经验之上。我常常会被一些句子击中，那些句子不长，却蕴含着巨大的信息密度，读完后，会有一种“原来如此”的豁然开朗，但这种“原来如此”并非是廉价的满足感，而是一种更深层次的、对世界运行规律的敬畏。这种文学性和科学性的完美融合，是许多同类作品难以企及的。

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