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页数:321

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出版时间:1993-1

价格:13.00元

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isbn号码:9787562802792

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《量子跃迁：探索微观世界的奥秘》 内容梗概 《量子跃迁：探索微观世界的奥秘》是一本旨在带领读者踏入迷人而又令人费解的量子物理学世界的科普读物。本书不涉及有机化学的任何理论或习题，而是聚焦于那些构成我们宇宙最基本组成部分的粒子和能量的奇异行为。从海森堡不确定性原理到薛定谔的猫，从量子纠缠到量子隧穿，本书以通俗易懂的语言，结合生动形象的比喻和引人入胜的故事，深入浅出地解析了量子力学领域的核心概念。 本书分为五个部分，层层递进，引导读者逐步理解量子世界的奇特规律。 第一部分：微观的黎明——量子概念的萌芽 本部分将追溯量子力学的诞生历程，介绍那些勇敢的科学家们如何打破经典物理学的桎梏，提出革命性的观点。我们将从普朗克的黑体辐射理论讲起，理解能量的量子化是如何成为理解微观世界的基石。随后，我们将探讨爱因斯坦的光电效应解释，揭示光的粒子性——光子的概念，这无疑是对经典波动理论的一次巨大挑战。紧接着，德布罗意的物质波理论将拓宽我们的视野，让我们认识到不仅仅是光，所有物质都可能具有波动性，这便是“一切皆为波，一切皆为粒子”这一量子力学核心思想的雏形。最后，我们将聚焦于玻尔的原子模型，解释原子光谱为何会呈现离散的谱线，以及电子在特定能级上跃迁的量子化过程。这一部分将为读者建立起对量子世界最初的、也是最重要的认识框架，理解微观粒子行为的“不寻常”并非偶然，而是内在规律的体现。 第二部分：量子世界的神奇现象 在打下坚实的基础后，本部分将带领读者深入体验量子世界那些令人拍案叫绝的奇异现象。我们将详细阐述海森堡不确定性原理，解释为何我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量，以及这种不确定性如何深刻地影响了我们对微观世界的理解。接着，我们将迎来量子力学中最具哲学意味的概念之一——薛定谔的猫。通过这个著名的思想实验，我们将直观地理解叠加态的概念，以及宏观世界与微观世界之间在测量之前的巨大差异。本书将深入剖析量子纠缠，描绘两个或多个粒子之间即使相隔遥远，也能够瞬间相互影响的“鬼魅般的超距作用”，并探讨其在信息科学等领域的潜在应用。最后，我们将介绍量子隧穿效应，解释粒子如何能够“穿过”能量壁垒，这一看似违反直觉的现象在半导体技术和核聚变等领域发挥着至关重要的作用。本部分将让读者充分领略量子世界在逻辑和直觉上的挑战，激发对未知的好奇心。 第三部分：理解量子：概率与波函数的奥秘 与经典物理学精确的确定性不同，量子力学充满了概率。本部分将聚焦于量子力学的数学语言——波函数，并解释它在描述粒子状态中的核心作用。我们将学习如何从波函数中提取出粒子位置、动量等物理量的概率分布，理解量子力学本质上是一种概率性的理论。我们将深入探讨概率幅的概念，以及它与概率之间的平方关系。本书将以图文并茂的方式，生动地展示波函数在不同势阱中的行为，例如自由粒子、无限深势阱以及有限深势阱中的情况，让读者直观地理解能量量子化和波函数在势阱边界处的行为。此外，我们还将介绍量子力学中的算符及其本征值，理解它们如何对应着可观测量及其可能的取值。这一部分将帮助读者从更深层次理解量子力学的数学框架，掌握描述和预测量子现象的基本工具。 第四部分：量子世界的奇思妙想与前沿应用 在掌握了基础理论之后，本部分将带领读者展望量子世界的奇思妙想和正在蓬勃发展的应用领域。我们将介绍量子信息科学，包括量子计算的基本原理，例如量子比特（qubit）的叠加和纠缠特性，以及它们如何能够突破经典计算机的计算瓶颈，解决那些目前看来几乎不可能解决的问题。本书将深入浅出地解释量子算法，例如Shor算法和Grover算法，并讨论它们在密码学、材料科学和药物研发等领域的革命性潜力。此外，我们还将探讨量子通信，特别是量子密钥分发（QKD）技术，它如何利用量子力学的原理实现绝对安全的通信。最后，我们将展望量子传感和量子测量技术的未来，这些技术将能够实现前所未有的测量精度，在基础科学研究、医学诊断和环境监测等方面展现出巨大的应用前景。本部分将点燃读者对未来科技的想象，认识到量子世界并非仅仅是理论的抽象，更是驱动人类文明进步的关键力量。 第五部分：量子宇宙的哲学思考与未来展望 在旅程的终点，本书将引导读者进行更深层次的哲学思考，并对量子力学的未来发展进行展望。我们将回顾量子力学中的一些长期存在的哲学争议，例如测量问题，即波函数塌缩是如何发生的，以及观察者在其中扮演的角色。我们将探讨哥本哈根诠释、多世界诠释等不同的量子力学解释，理解它们如何试图解释量子世界的奇特性质，并引发关于实在、信息以及意识的深刻讨论。本书还将简要介绍量子场论，这是量子力学与狭义相对论相结合的理论，是描述基本粒子相互作用的强大框架，为理解宇宙的终极构成提供了线索。最后，我们将展望量子科学的未来发展方向，包括探索量子引力、统一所有基本力等宏伟目标。本书旨在激发读者对宇宙本质的好奇心，鼓励读者以开放的心态去拥抱那些超越我们日常经验的奇异而美丽的量子世界。 本书特点： 通俗易懂的语言： 避免使用过于专业的术语，通过大量生动形象的比喻和类比，将复杂的量子概念变得易于理解。 引人入胜的故事： 穿插量子力学发展史上的经典故事和科学家们的传奇经历，增加阅读的趣味性。 清晰的逻辑结构： 内容循序渐进，从基础概念到前沿应用，帮助读者建立完整的知识体系。 丰富的图解： 大量精心设计的插图和图示，直观地展示量子现象和理论，增强理解效果。 激发思考： 不仅提供知识，更引导读者进行深入的哲学思考，培养科学思维和批判性精神。 《量子跃迁：探索微观世界的奥秘》适合所有对宇宙奥秘充满好奇心的读者，无论您是否有物理学背景。它将是一次令人振奋的思想之旅，带领您进入那个充满无限可能性的微观世界，重新认识我们所处宇宙的本质。这本书将为您打开一扇全新的大门，让您领略物理学最前沿的智慧光芒。

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这本书的装帧和纸张质量非常出色，拿在手里沉甸甸的，内页的印刷清晰度堪称一流，即便是那些复杂的分子结构图，细节也丝毫没有模糊，这对于需要长时间盯着化学式看的学习者来说，简直是福音。更让我感到惊喜的是，它在每一章节的末尾都设置了“易错点辨析”栏目。这个部分简直是为我量身定做的“避雷针”。我总是容易混淆某些立体异构体的命名规则，或者在判断取代反应的活性时出现偏差。而书里用红字特别标注出的那些陷阱，往往正是我之前经常栽跟头的地方。它不是简单地告诉你“错了”，而是深入分析了为什么会错，错误思维的根源在哪里，这种深层次的剖析，远胜过仅仅核对答案带来的短暂满足感。阅读这些分析时，我感觉作者就像是一位经验老道的导师，站在我身边，精准地指出了我的思维盲区，让我能真正地做到举一反三，而不是死记硬背那些孤立的知识点。

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这本书的配套资源，尽管我没有完全利用到，但光是目录中提及的在线辅导链接和互动模拟实验指引，就体现了作者的用心良苦。我主要使用的是它内置的“自我评估系统”——那些定期的小测验。这些测验的题目排列顺序看似随机，但实际上精确地覆盖了前一阶段所有核心知识点的交叉验证。完成一套模拟测试后，它给出的不是简单的分数，而是一个详细的知识点掌握度雷达图，明确指出我在“芳香族亲电取代”和“不对称合成”上的薄弱环节。这种数据化的反馈机制，让我可以精准地知道接下来的复习重点在哪里，避免了盲目地从头到尾重复刷题，极大地提高了我的学习效率。可以说，这本书不仅是一本习题册，更是一个智能化的学习规划师。

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这本书的封面设计简约大气，那种墨绿与米白的搭配，一看就让人觉得沉稳可靠，散发着一种学术的严谨感。初翻开目录的时候，我心里就咯噔了一下，里面的章节划分得极其细致，感觉不像是一般的习题集，更像是一本精心编撰的教材辅录。我尤其欣赏它对基础概念的梳理，很多我自学时一知半解的地方，通过书中的结构化梳理，一下子就清晰明了了。比如，在涉及反应机理的部分，作者不仅仅是给出了答案，而是将每一步的电子转移过程，用非常直观的图示和文字并茂的方式进行了解析，这对于培养我们对化学反应的“直觉”至关重要。而且，书中的例题选择非常巧妙，它们往往紧扣最新的研究热点或者大学考试的难点，而不是那种陈旧的、重复性高的题目。做完一整套练习后，我感觉自己对整个有机化学的知识体系有了一个更坚固的框架支撑，不再是零散的知识点堆砌，而是一个有机的整体。那些看似复杂的反应，在书本的引导下，似乎都找到了它们内在的逻辑联系。

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我发现这本书的编排逻辑非常贴合现代化学教育的理念，它强调的是“理解导向”而非“记忆导向”。在解答一些结构复杂的天然产物合成路径时，作者并未直接给出标准答案的步骤，而是首先提供了一些关键的合成策略背景知识。例如，在某个酯水解的习题中，书上特地插入了一小段关于不同酸碱催化剂对酯键影响的理论回顾，这让我明白，出题人是希望我们不仅能做对题，更要理解这个反应背后的热力学和动力学因素。这种深挖底层逻辑的教学方式，彻底改变了我过去那种“看到A反应就想到B产物”的死记硬背模式。现在，我在面对新的、从未见过的反应组合时，也能基于这些原理去推导出最合理的可能性，这才是真正的学习进步，这本书的价值远超其定价。

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与其他市面上的习题集相比，这本书的难度梯度设置得非常人性化，它不是一上来就抛出那些令人望而生畏的大难题。开篇的小测验设计得非常基础，主要是帮助我们热身，激活大脑中沉睡的记忆。随着章节的推进，题目的复杂度和深度会稳步增加，从基础的官能团反应到多步合成的综合运用，这种循序渐进的过程极大地增强了我的学习信心。我记得有一次挑战一个涉及环加成反应的综合题，我尝试了三种不同的解题思路都陷入了僵局。当我翻到书后的解析时，我才发现作者提供了一种全新的、更具几何构象考虑的解法。这种解析的详尽程度，简直可以拿来当案例研究。它详细解释了为什么其他两条路是死胡同，以及正确的路径是如何利用空间位阻和电子效应来实现的，那种豁然开朗的感觉，比解出难题本身还要让人兴奋。

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