Conductors and Insulators pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Royston, Angela

出品人:

页数:32

译者:

出版时间:

价格:$ 9.03

装帧:

isbn号码:9781432914653

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 电学
• 导体
• 绝缘体
• 材料科学
• 科学教育
• 初中物理
• 高中物理
• 实验物理
• 科普读物

《电学基础：从导体到绝缘体》 本书是一本系统阐述电学基本概念的入门读物，尤其侧重于物质导电性的差异及其背后原理。我们将从电荷的本质出发，逐步深入了解电流的形成，并在此基础上详细介绍导体和绝缘体这两个在电学领域扮演着至关重要角色的物质分类。 第一章：电荷的奥秘 本章将带领读者探索电荷这一基本物理量的概念。我们将介绍电荷的两种性质——正电荷与负电荷，以及它们之间的相互作用规律，即同种电荷相斥，异种电荷相吸。通过对原子结构的简单介绍，我们将理解电荷的来源——质子和电子，并初步了解它们在物质中的分布情况。本章还将探讨电荷守恒定律，强调在任何孤立系统中，电荷的总量是恒定不变的。 第二章：电流的脉动 在本章中，我们将聚焦于“电流”这一概念。电流被定义为电荷的定向移动。我们将详细介绍产生电流的条件：需要有电荷的定向移动，以及需要有驱动电荷移动的电场或电势差。直流电和交流电的区别与联系也将在此进行阐述，帮助读者理解不同类型电流的特点和应用。欧姆定律作为描述电流、电压和电阻之间关系的核心定律，将进行详细的推导和解释，并辅以实际的电路模型进行说明。 第三章：物质的导电性：导体 本章将深入探讨导体的特性。导体是指能够允许电流自由通过的物质，其内部存在大量的自由电荷载体。我们将详细分析金属导体中自由电子的运动模型，解释金属为何是优良的导体。同时，也将介绍非金属导体，如电解质溶液和某些半导体材料，解释它们导电的机制与金属导体有所不同。本章还将讨论影响导体导电性能的因素，例如温度、材料本身的电阻率以及导体的截面积和长度等。 第四章：物质的绝缘性：绝缘体 与导体相对，本章将详细介绍绝缘体的特性。绝缘体是指极难允许电流通过的物质，其内部自由电荷载体的数量极其稀少。我们将解释绝缘体内部电子与原子核之间的束缚力很强，使得电荷难以脱离原子核的束缚而自由移动。常见的绝缘体材料，如橡胶、塑料、陶瓷、玻璃等，将在此一一列举，并分析它们各自的绝缘性能特点。本章还将讨论绝缘体的击穿现象，即在足够强的电场作用下，绝缘体也会失去绝缘性而导电的临界电压。 第五章：导体与绝缘体的应用 本章将重点放在导体和绝缘体在现实世界中的广泛应用。我们将探讨导体在线路传输中的作用，例如电线、电缆的材料选择，以及如何通过优化导体的设计来降低能量损耗。同时，也将详细介绍绝缘体在电气设备中的关键作用，例如电线外层的绝缘层、变压器中的绝缘材料、开关设备中的绝缘结构等，它们的存在有效地防止了漏电、短路等危险情况的发生，保障了电力系统的安全稳定运行。此外，本章还将涉及一些特殊材料，例如半导体，它们在导体和绝缘体之间具有特殊的导电性能，是现代电子技术的核心。 第六章：电学实验入门 为了更好地理解导体和绝缘体的概念，本章将介绍一些基础的电学实验。我们将演示如何使用万用表测量导体的电阻，如何通过简单的电路验证欧姆定律。同时，也将通过实验展示不同材料的导电性能差异，直观地感受导体和绝缘体的区别。这些实验将帮助读者将理论知识与实践相结合，加深对电学现象的理解。 本书力求以清晰易懂的语言，结合生动的实例和图示，为读者构建一个扎实的电学基础。无论是对电学有初步兴趣的学生，还是希望巩固基础知识的从业人员，本书都将是一份有价值的参考。通过对导体和绝缘体的深入了解，读者将能更好地理解电的流动，并认识到它们在现代科技和社会发展中的不可或缺的作用。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的靛蓝与闪烁的银色线条交织在一起，立刻就抓住了我的眼球。拿到手里的时候，那种略带磨砂的质感非常舒服，让人忍不住想立刻翻开它。我原本以为这会是一本枯燥的教科书，毕竟名字听起来就充满了科学的严谨性，但事实证明我的判断完全是多虑了。作者的叙事功力令人惊叹，他没有直接抛出复杂的物理定律，而是选择了一条更具人文色彩的路径。开篇就引入了一个极具张力的历史场景——早期电报员在暴风雨中抢修线路的片段，那种紧张感和对未知的敬畏，瞬间就将读者拉入了那个时代背景之中。接着，他巧妙地将技术发展与社会变迁联系起来，探讨了早期材料选择对工业革命进程的影响。我特别喜欢其中关于“稀有金属的秘密”那一章，作者用近乎侦探小说的笔法，描述了科学家们如何历经无数次失败，才最终分离出具有优异导电性的新型合金。文字的流动性极强，即使是对基础物理知识不太了解的读者，也能轻松跟上节奏，享受这场知识的探险。它不仅仅是在讲述材料的特性，更是在描绘人类如何用智慧去驯服自然界中的基本力量。

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阅读这本书的过程，像是一场与时间赛跑的智力马拉松。某些章节的密度实在太高了，我需要时不时地停下来，合上书本，在房间里踱步思考，才能消化其中蕴含的复杂信息流。特别是关于不同电介质损耗因子随频率变化的曲线分析那几页，作者不仅罗列了数据，还深入挖掘了导致这些变化背后的分子级运动机制。对于一个非专业人士来说，理解这些细节需要极大的专注力，但回报也是丰厚的——你会感觉自己真正“看穿”了材料的内在运作。这本书的参考文献列表非常详尽且专业，几乎涵盖了近百年来的关键学术论文，这本身就证明了作者研究的广度和深度。它更像是一份高度浓缩的行业白皮书，只是被包装在了一本易于阅读的叙事外衣之下。我非常欣赏作者在行文中保持的那种对科学真理的孜孜不倦的追求，没有丝毫浮躁，纯粹是在与读者分享他多年积累的深厚学识和独到见解。

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坦白说，我期待这本书能提供更具操作性的实践指南，但它呈现出的内容更像是对某一特定领域宏大图景的哲学式解读。这本书的行文风格非常注重理论的推演和概念的深度剖析，对于那些渴望了解“为什么是这样”而非“如何做”的读者来说，简直是福音。我花了整整一个下午，反复琢磨其中关于“电荷迁移的量子隧道效应”的讨论部分，作者用了一种非常精妙的比喻——将电子的跃迁比作迷宫中的瞬时传送，一下子就把一个抽象的概念具象化了。这种对微观世界的细致描摹，让我对材料内部能量交换的理解上升到了一个新的高度。然而，如果期待从中找到关于家庭电路故障排除或者常见家用电器的绝缘材料对比分析，可能会感到略微的失望。它的焦点始终集中在高端材料科学和基础物理学的交汇点，探讨的是那些决定未来科技走向的极限性能材料。书中的配图虽然不多，但每一张插图都经过精心设计，往往是一张复杂的能带结构图或者晶格模型，但配有详尽的文字注解，使得晦涩的图表变得可以理解，这显示了作者对读者教育的耐心。

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这本书的结构安排相当大胆，它完全颠覆了我对传统技术书籍的刻板印象。它没有采用传统的“入门、进阶、高级”的线性结构，而是将全书划分为若干个相互关联的主题岛屿，读者可以根据自己的兴趣点自由穿梭。例如，我可以先跳到关于“超导材料在医学成像中的应用”那一章，感受一下科技的尖端魅力，然后再回溯到早期罗马人如何利用天然沥青进行绝缘处理的历史片段。这种非线性的阅读体验，极大地增强了探索的乐趣。我个人对其中关于“环境影响下的材料退化”的讨论印象尤为深刻。作者以非常警醒的口吻，分析了极端气候变化对现代电力基础设施的潜在威胁，并探讨了研发能够自我修复或具备超长寿命的新型复合材料的紧迫性。这已经超越了纯粹的物理描述，触及到了可持续发展和工程伦理的层面。尽管内容涉及广泛，但作者始终保持着一种冷静、审慎的学术态度，从不夸大其词，这让整本书显得格外可靠和值得信赖。

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我发现这本书在情感基调上有一种非常微妙的张力。它一方面赞颂了人类对电能掌控的辉煌成就，另一方面又不断提醒我们，我们所依赖的这些基础材料，其性能的边界远未被完全探索。这种介于赞叹与警惕之间的复杂情感，贯穿了全书。例如，当作者描述第一批跨洋电缆铺设成功时的那种人类的骄傲感时，紧接着就笔锋一转，开始分析当时绝缘材料的薄弱环节是如何导致了后来的大规模故障和经济损失。这种叙事手法非常高明，它让读者在获得知识的同时，也保持着一份必要的谦卑。书中对一些已故科学家的侧面描写也颇为传神，他们不再是教科书上冰冷的公式命名者，而是一个个有血有肉、充满激情的探索者。总的来说，这本书的价值在于它成功地将一个看似冰冷的物理学分支，注入了历史的厚重感、科学的严谨性，以及对未来无限可能性的深切期待。它绝不是一本可以轻松翻阅的小说，而是一次对基础科学深度沉浸的邀请函。

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