Physics with Answers

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出版者:Cambridge University Press
作者:Andrew R. King
出品人:
页数:332
译者:
出版时间:1997-05-28
价格:USD 52.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780521483698
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
  • 解答
  • 习题集
  • 大学物理
  • 高中物理
  • 力学
  • 电磁学
  • 光学
  • 热学
  • 现代物理
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具体描述

Physics with Answers contains 500 problems covering the full range of introductory physics and its applications to many other subjects, along with clear, step-by-step solutions to each problem. No calculus is required. By attempting these exercises and learning from the solutions, students will gain confidence in solving class problems and improve their grasp of physics. The book is split into two parts. The first contains the problems, together with useful summaries of the main results needed for solving them. The second part gives full solutions to each problem, often accompanied by thoughtful comments. Subjects covered include statics, Newton's Laws, circular motion, gravitation, electricity and magnetism, electric circuits, liquids and gases, heat and thermodynamics, light and waves, atomic physics, and relativity. The book will be invaluable to anyone taking an introductory course in physics, whether at college or pre-university level.

宇宙的低语:探索经典与现代物理的交汇 图书名称:《宇宙的低语:探索经典与现代物理的交汇》 作者: 艾莉亚·维恩斯 (Aria Veins) 页数: 850页 开本: 大16开 装帧: 精装,附赠高质量艺术插图集 --- 内容简介: 《宇宙的低语:探索经典与现代物理的交汇》并非一部教科书,而是一次深度沉浸式的思想旅程,旨在引导读者跨越物理学历史的长河,从十七世纪的严谨逻辑到二十世纪的颠覆性洞察,体悟自然界运行的底层逻辑与美学。本书的核心目标是建立一个宏大而连贯的知识框架,展示物理学理论是如何一步步从描述宏观、可感知的世界,走向解释微观、反直觉的现实。 本书共分为六个部分,每一部分都如同一次精密的仪器扫描,逐步揭示宇宙的复杂结构。 第一部分:奠基之石——经典物理学的辉煌与局限 (Pages 1-180) 本部分深入探讨了支撑了人类技术文明近三百年的经典物理学的两大支柱:牛顿力学与麦克斯韦电磁学。 1. 机械之舞:牛顿体系的精确性与哲学意蕴。 我们将详细解析微积分如何成为描述运动的语言。通过对开普勒定律的回归分析,我们重新审视了“引力”这一概念从超距作用到场论雏形的演变过程。本章特别设置了一个深入分析单元,探讨了拉格朗日和哈密顿力学的变分原理,展示了如何从能量的角度重新构建力学,为量子力学的“最小作用量”思想埋下伏笔。我们不仅关注公式,更关注其背后的哲学立场——决定论的坚定拥护。 2. 光的波澜与电磁的融合。 麦克斯韦方程组的统一性是物理学史上一次划时代的壮举。本书会以详尽的图解方式,剖析这四个简洁的微分方程是如何将电、磁、光整合为一个统一的“电磁场”现象。重点讨论了位移电流的引入如何解决了安培定律的内在矛盾,并预言了电磁波的存在。最后,本部分将引导读者审视经典物理的“地平线”——黑体辐射的“紫外灾难”以及迈克尔逊-莫雷实验的“零结果”,这些未解之谜是打开新物理大门的钥匙。 第二部分:时空的弯曲——相对论的几何革命 (Pages 181-320) 相对论的出现彻底重塑了我们对空间、时间、质量和能量的基本认知。本部分将力求以最直观的方式,穿透其数学的表象,直达其核心的几何洞察。 3. 特殊相对论的逻辑必然性。 本章从光速不变原理这一基本假设出发,导出了洛伦兹变换。我们不满足于简单的“钟慢”、“尺缩”的表象,而是深入探讨了“同时性的相对性”——这是理解相对论最关键也是最常被误解的概念。通过“光锥”图和思维实验(如著名的“双生子佯谬”的严谨分析),展现了四维时空的概念框架。 4. 引力的几何化:广义相对论的壮丽图景。 爱因斯坦的等效原理被视为通往引力的桥梁。本书将详细解释物质如何告诉时空如何弯曲,而时空如何告诉物质如何运动。我们不会陷入复杂的黎曼几何细节,而是专注于“测地线”的概念,并详细解析了水星近日点进动、光线偏折等经典验证的物理图像。此外,本部分还探讨了广义相对论在宇宙学中的初步应用,为后续的黑洞与引工程铺设了基础。 第三部分:能量的量子化——微观世界的概率叙事 (Pages 321-490) 当经典物理的工具在原子尺度失灵时,物理学家们被迫接受了一个不连续、不确定的新世界。本部分是本书最具挑战性,也最具启示性的篇章之一。 5. 量子的诞生:从黑体到光电效应。 普朗克对能量包(量子)的引入,最初只是一个“救急”的数学假设。本章清晰地梳理了这一假设如何被爱因斯坦用于解释光电效应,并最终确立了光的“粒子性”——光子。我们将详细分析玻尔模型如何成功解释了氢原子光谱,但同时也要指出其半经典性质的内在矛盾。 6. 波粒二象性与不确定性原理。 德布罗意物质波的概念,将粒子与波的属性彻底交织在一起。本章深入探讨了双缝干涉实验在不同观测条件下的诡异表现,这是理解量子力学核心悖论的必经之路。海森堡的不确定性原理被置于核心地位,我们强调的不是测量技术的不足,而是自然界固有的“模糊性”。最后,我们将介绍薛定谔方程,将其定位为描述量子态演化的基本动力学方程,而非传统意义上的运动方程。 第四部分:量子力学的概率解释与结构 (Pages 491-620) 在确认了量子世界的运作法则后,本部分聚焦于如何“理解”这些法则——概率、叠加态与测量问题。 7. 叠加态与波函数的坍缩。 我们将细致解读“薛定谔的猫”这一思想实验,并非为了猎奇,而是为了阐明“测量行为”在量子理论中的极端重要性。叠加态的概念如何描述了一个系统在被观测前处于多种可能性的共存状态,以及一旦观测发生,波函数如何瞬间“坍缩”到某一确定本征态。 8. 纠缠与非定域性。 EPR佯谬的提出标志着对定域实在论的首次严峻挑战。本章将详细解释量子纠缠这一奇特的关联现象,即两个粒子即使相隔遥远,其测量结果仍瞬间关联。我们将回顾贝尔不等式的实验验证,讨论其对经典物理学直觉的根本性否定——自然界在基本层面上是非定域的。 第五部分:粒子王国与基本力 (Pages 621-750) 基于量子力学的框架,本部分将目光投向构成物质的基本单元及其相互作用。 9. 标准模型的构建:夸克与轻子。 本章介绍标准模型如何成功分类了所有已知的基本粒子,并确立了费米子(物质粒子)和玻色子(力传递粒子)的划分。我们将探索强核力与色荷的概念,理解夸克如何被限制在强子内部(禁闭现象),以及弱核力在放射性衰变中的作用。 10. 规范场论与希格斯机制。 本部分揭示了三种基本力(电磁力、强核力、弱核力)是如何通过“规范对称性”来描述的。规范场论是描述相互作用的现代语言。最后,我们将详尽讨论希格斯玻色子及其相关场,解释为何一些基本粒子具有质量,而光子和胶子则没有质量——这是对标准模型“完整性”的最终确认。 第六部分:未竟的探索——前沿与未来展望 (Pages 751-850) 本书的收尾部分不再提供确定的答案,而是提出当今物理学界面临的最深刻的问题。 11. 引力与量子的不和。 广义相对论(宏观、连续)与量子场论(微观、离散)在描述黑洞奇点或宇宙大爆炸的瞬间时,表现出理论上的不兼容。本章将介绍弦论、圈量子引力等试图调和这两大理论的主要候选者,讨论它们的核心思想及其面临的实验检验难题。 12. 暗物质与暗能量的宇宙学谜团。 观测证据显示,我们熟悉的普通物质仅占宇宙总质量/能量的不到5%。本书将回顾星系旋转曲线、宇宙微波背景辐射等证据,详细阐述暗物质(WIMP、轴子等候选者)和暗能量(宇宙加速膨胀的驱动力)在现代物理学中的核心地位,指出其发现将可能需要超越标准模型的全新物理学范式。 --- 本书的独特之处: 《宇宙的低语》的叙事风格是高度对话性的,它不回避数学工具,但始终将数学视为描述自然规律的工具而非最终目的。书中穿插了大量的历史背景、物理学家们的思想交锋、以及对关键实验(如卢瑟福的散射实验、戴维森-革末实验)的详细“现场重构”。它旨在培养读者的“物理直觉”,使读者在学习理论的同时,能够体会到探索未知时,人类思想所经历的挣扎、顿悟与最终的胜利。阅读本书,如同聆听宇宙在不同尺度下,用其最深刻的语言向我们诉说的永恒秘密。

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读后感

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用户评价

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这本书的阅读体验真是令人惊喜,它以一种非同寻常的方式,构建了一个引人入胜的物理学世界。作者的叙事风格极富感染力,他不仅仅在讲解物理定律,更是在讲述物理学的故事。我常常被书中对科学家们研究过程的描绘所吸引,那些充满智慧的火花和不懈的努力,让我感受到了科学探索的伟大魅力。书中对于物理现象的解释,往往能够抓住问题的本质,并用简洁明了的语言将其呈现出来。我特别喜欢书中对于一些看似简单却蕴含深刻物理原理的例子,它们让我重新审视了身边熟悉的世界,并发现了其中隐藏的奇妙规律。这本书的结构设计也非常合理,它能够引导读者在不知不觉中,逐渐建立起对物理学的系统认知,并培养出严谨的科学思维。

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我必须说,这本书在传达物理学的魅力方面做得非常出色,让我对这个学科产生了前所未有的兴趣。它的讲解方式非常独特,不同于我之前阅读过的任何一本教科书。作者仿佛是一位经验丰富的向导,带领我穿越物理学的重重迷雾,揭示隐藏在自然现象背后的深刻原理。我特别喜欢书中对于一些经典物理实验的详尽描述,它们不仅让我了解了这些实验是如何进行的,更重要的是,让我体会到了科学家们在探索未知过程中所展现出的智慧和毅力。书中对于一些抽象概念的解释,更是巧妙地运用了生活中的例子,使得复杂的物理理论不再是高高在上的象牙塔,而是与我们的日常生活息息相关。读这本书的时候,我常常会停下来,反复思考书中提出的问题,并尝试用自己所学到的知识去解答。这种主动学习的过程,让我对物理知识的掌握更加牢固,也更加深刻地体会到了物理学的逻辑之美。

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这本书带给我的不仅仅是知识的增长,更是一种思维方式的转变。它以一种非常系统且全面的方式,梳理了物理学的发展脉络和核心思想。从牛顿力学的宏伟蓝图,到爱因斯坦相对论的颠覆性创新,再到量子力学的微观奇迹,作者都进行了深入浅出的剖析。我尤其欣赏书中对于物理学概念之间内在联系的梳理,它让我看到,看似独立的物理分支,实则拥有着一脉相承的逻辑体系。阅读过程中,我时常被书中对物理现象的独到见解所折服,它们不仅解释了“是什么”,更深入探究了“为什么”。书中对于物理学前沿研究的介绍,也让我看到了这个学科的无限活力和发展潜力。它不仅仅是一本介绍现有物理知识的书,更是一扇通往未来科学殿堂的大门,激发了我对未知领域的好奇心和探索欲。

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这本书简直是物理学殿堂的入门之匙,它以一种极其亲切且富有启发性的方式,将原本可能令人望而生畏的物理概念娓娓道来。作者在内容的组织上可谓匠心独运,循序渐进地引导读者从最基础的力学原理,一步步深入到更复杂的光学、电磁学以及近代物理的奇妙世界。读这本书的过程,更像是一场引人入胜的探索之旅,书中穿插的各种生动有趣的实例,让那些抽象的公式和定律变得触手可及。我尤其欣赏的是,作者并没有简单地罗列知识点,而是深入浅出地解析了每个概念背后的物理思想和逻辑。当我遇到一些难以理解的环节时,书中提供的各种类比和图示,总能及时地为我拨开迷雾,让我豁然开朗。它不仅仅是传授知识,更重要的是培养一种对物理世界的洞察力和思考方式。这本书的语言风格也十分吸引人,既有学术的严谨,又不失通俗易懂的魅力,让我在轻松愉悦的阅读体验中,不断地拓展自己的知识边界。

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我在这本书中获得的不仅仅是知识,更是一种全新的视角来审视我们所处的世界。它以一种极其巧妙的方式,将宏观的宇宙运行规律与微观粒子的奇妙行为联系起来。作者在讲解物理概念时,总是能够从最根本的原理出发,然后层层递进,直至揭示出复杂的现象背后统一的物理规律。我非常欣赏书中对于物理学发展历程的梳理,它让我了解了不同时期科学家们是如何通过观察、实验和推理,逐步揭示出自然的奥秘。这本书的语言风格非常生动有趣,即使是对于一些枯燥的数学公式,作者也能通过巧妙的类比和直观的图示,让它们变得易于理解。读这本书的过程,就像是在与一位博学的智者进行对话,他不仅解答了我对物理学的疑问,更激发了我对科学真理的无限向往。

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