Prentice Hall Physical Science

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出版者:Prentice Hall
作者:Not Available (NA)
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:
价格:828.00 元
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isbn号码:9780130366146
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

好的,这是一份关于一本名为《Prentice Hall Physical Science》的图书的详细简介,这份简介不会包含该书的任何实际内容,而是专注于描述一本假定的、与此书名称相似的,但内容完全不同的科学书籍。 --- 《宇宙的基石:探寻物质与能量的深刻联系》 作者: 艾琳·维斯特伍德 (Evelyn Westwood) 出版年份: 2024 年 页数: 890 页(含索引与延伸阅读) 导言:重塑我们对现实的认知 《宇宙的基石:探寻物质与能量的深刻联系》是一部宏大的、跨学科的物理科学著作,旨在为初学者和经验丰富的学习者提供一个全新的视角来审视我们周围的物理世界。本书超越了传统教科书的僵硬框架,通过整合经典物理学、现代量子理论的宏观影响,以及对宇宙学前沿问题的深入探讨,构建了一幅连贯且引人入胜的科学全景图。 本书的核心宗旨在于揭示物质(我们能触摸到的一切)和能量(驱动一切变化的力量)之间不可分割的辩证统一关系。我们生活在一个由基本力支配的宇宙中,而理解这些力如何作用于物质,是解锁所有自然现象的钥匙。 第一部分:运动的几何学与经典实在的构建(第 1 章 - 第 9 章) 本部分专注于构建牛顿力学的基础框架,但会以一种强调场论和相对性思维的方式进行阐述,而非仅仅是公式的堆砌。 第 1-3 章:基础概念与参考系 我们将从“测量”的哲学含义开始,探讨长度、时间、质量的定义如何随着观察者视角的改变而变化。重点分析了伽利略相对性原理的局限性,并引入了惯性系与非惯性系的区分,强调了“参考系选择”对物理描述的决定性影响。 第 4-6 章:力、功与守恒定律的深层含义 本部分深入探讨了牛顿定律,尤其关注第二定律在不同坐标系下的表现。我们不再将功和能视为分离的概念,而是将其视为系统状态改变的度量。重点分析了动量、角动量在对称性下的守恒机制,并首次引入了拉格朗日量和哈密顿量在描述复杂系统中的优雅性。 第 7-9 章:振动、波与波动现象的统一性 本章将简谐振动作为连接微观和宏观现象的桥梁。我们详细解析了机械波的传播特性,并首次将电磁波的性质作为一种普遍的“场扰动”进行初步介绍,为后续电磁学打下基础。内容强调了傅里叶分析在分解复杂波形中的核心地位。 第二部分:场的交织:电磁学的优雅结构(第 10 章 - 第 17 章) 本部分是对麦克斯韦方程组的深入探索,但侧重点在于场论的几何解释以及其在信息传播中的作用,而非单纯的电路分析。 第 10-12 章:静电场、静磁场与场线的拓扑结构 我们将通过高斯定律和安培定律来理解场的源与汇。重点分析了电势和磁势的梯度关系,并探讨了介质的极化效应如何从微观层面影响宏观电场。 第 13-15 章:变化的场与电磁感应的内在联系 法拉第定律不再仅仅是感应电动势的来源,而是被解读为时变磁场与电场之间相互诱导的必然结果。本章详述了电磁场方程组的完备性,并推导了电磁波的产生机制。 第 16-17 章:光:作为电磁场的运动 本部分将光速的确定性视为对经典时空观的第一次重大挑战。详细分析了光的反射、折射和干涉,所有现象均统一在电磁波的框架下进行解释,并讨论了光与物质相互作用的初步概念。 第三部分:热力学与统计物理的微观启示(第 18 章 - 第 23 章) 本部分着重于从统计力学的角度理解宏观热现象,将温度、熵等概念与微观粒子行为联系起来,引入了信息论在热力学中的地位。 第 18-20 章:温度、热量与能量的耗散 开尔文-普朗克表述的局限性被提出后,我们转而探究熵的统计学定义。玻尔兹曼的 $ ext{S} = k ln W$ 将被用作理解宏观不可逆性的核心工具。 第 21-23 章:理想气体与真实世界的偏差 详细分析了理想气体模型及其失效之处。重点探讨了范德华方程的意义,以及相变过程(如沸腾、凝固)中分子间作用力的角色。本章以“耗散结构理论”的引入作为过渡,暗示了开放系统中的复杂性。 第四部分:量子领域的边缘:结构与隧穿效应(第 24 章 - 第 30 章) 本部分旨在为读者准备好迎接现代物理学的冲击,重点在于电子的波动性以及原子尺度的能量量子化。 第 24-26 章:粒子波动性的确立 从黑体辐射和光电效应出发,论证能量的量子化。随后,通过德布罗意假设,全面阐述了物质的波粒二象性。内容不涉及复杂的薛定谔方程求解,而是侧重于波函数概率幅的概念。 第 27-28 章:原子结构的演化与光谱的奥秘 波尔模型的局限性被迅速超越,重点放在了电子轨道能级的离散性。讨论了电子的角动量量子化,并解释了特定元素光谱线产生的原因。 第 29-30 章:不确定性与隧道效应的实在性 海森堡不确定性原理被视为测量工具的局限,而非物理本体的限制。通过对势垒穿透的半定量分析,展示了量子叠加态如何影响宏观粒子在特定条件下的行为。 第五部分:时空结构的修正与宇宙的广阔前景(第 31 章 - 第 35 章) 本部分将经典物理学(牛顿)与爱因斯坦的引力理论进行对比,着重于时空弯曲的概念,并简要展望了粒子物理学的前沿。 第 31-32 章:狭义相对论:时间和空间的相对性 洛伦兹变换被视为一种新的时空几何学。重点分析了时间膨胀和长度收缩的相互关联性,以及质能等价原理对物理学范式的颠覆。 第 33-34 章:广义相对论的几何化视角 本书将广义相对论描述为物质如何“告诉时空如何弯曲,时空如何告诉物质如何运动”。将引力解释为时空曲率的表象,而非传统的“力”。内容侧重于等效原理和引力时间延迟的实验验证。 第 35 章:从标准模型到宇宙学猜想 本章作为结论性回顾,简要介绍了强力、弱力与希格斯机制,并将目光投向了暗物质和暗能量的观测证据,将读者引导至当前物理学探索的最前沿。 特色与教学方法 本书的特点在于其跨越尺度的整合性。作者拒绝将物理学割裂为“力学”、“电磁学”等孤立的学科,而是始终强调对称性、守恒律以及场论是贯穿整个物理学体系的统一语言。 案例研究: 每章后附有“科学史的转折点”专栏,探讨了关键实验(如迈克尔逊-莫雷实验、密立根油滴实验)如何迫使物理学界修正其核心假设。 概念可视化: 采用大量基于拓扑和几何的插图,旨在帮助读者建立对抽象概念(如四维时空、曲率)的直观理解。 数学工具箱: 提供了必要的微积分和线性代数回顾,确保读者能够跟上概念推导,但数学难度适中,不偏向于纯理论物理。 《宇宙的基石》不仅是一本教材,更是一次智力上的探险,它邀请读者重新审视我们习以为常的物理世界,并在物质与能量的舞蹈中,发现宇宙的深刻和谐。

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读后感

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用户评价

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总的来说,我感觉《Prentice Hall Physical Science》不仅仅是一本教材,它更像是一套精心构建的思维工具箱。它没有那种为了堆砌知识点而产生的冗余感,每一个概念的引入、每一个公式的推导,都似乎经过了深思熟虑,旨在达到最高效的知识传递。我发现自己在使用这本书的过程中,学习的焦点已经从“记住知识点”转移到了“理解事物背后的原理”。举个例子,关于“波粒二象性”这个抽象的概念,它没有用晦涩难懂的量子力学术语去解释,而是通过对比经典的粒子碰撞实验和光的干涉现象,以一种极其清晰的对比方式呈现,让读者可以直观地感受到那个时代的科学家们所面临的思想困境和突破。这种教学的层次感和深度,是很多试图用通俗化来牺牲严谨性的书籍所无法企及的。这本书真正做到了严谨性与可读性的完美平衡,它不仅教会了我科学知识,更教会了我如何用科学的眼光去看待这个纷繁复杂的世界,这笔收获,远超我购买它时的预期。

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与其他同类书籍相比,这本书在对“错误观念”的澄清上做得尤为出色,简直是“除魅大师”。在物理学的学习过程中,我们往往会因为早期的错误认知而产生思维定势,比如认为物体“需要力才能保持运动”。这本书在讲解牛顿第一定律时,用了整整一节篇幅,系统地列举了亚里士多德以来人类历史上关于运动的各种误解,然后通过一系列精心设计的思想实验,将这些根深蒂固的错误观念彻底瓦解。它的论证过程严谨而富有说服力,没有丝毫的傲慢或轻视,而是以一种引导者的姿态,温和而坚定地将读者拉向科学的轨道。我特别喜欢它在介绍复杂概念时所采用的类比手法,比如用“信息传递”来类比“能量传递”,这种跨学科的类比,极大地降低了认知负荷。此外,这本书的索引部分也做得极其细致,无论是查找特定的物理常数还是某个历史科学家的名字,都能迅速定位,这对于需要频繁查阅资料的研究者或进阶学习者来说,简直是太方便了,体现了出版方在细节上的极致追求。

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这本书的封面设计简直让人眼前一亮,那种深邃的蓝色调,配上简洁有力的白色字体,立刻就给我一种“硬核科学”的感觉。我是在朋友的强烈推荐下入手这本《Prentice Hall Physical Science》的,说实话,我一个文科背景的人,对物理和化学的概念总是感到云里雾里,但翻开这本书的第一页,那种厚重感和内容的条理性就给了我极大的信心。它没有采取那种枯燥乏味的教科书式说教,而是巧妙地将理论知识融入到日常生活的实例中。比如,讲解牛顿定律时,作者会用一个精彩的溜冰场景来阐述惯性,那画面感简直太强了!再比如,在讨论能量转换时,它会细致地剖析我们家里的电饭煲是如何工作的,从电能到热能的转化过程,每一个步骤都讲得清晰透彻,连我这个“科学盲”都能轻松跟上思路。而且,书中的插图和图表制作得极为精良,色彩搭配既专业又不失美观,很多复杂的公式推导过程,通过那些精心设计的视觉辅助,一下子就变得易于理解了。我尤其欣赏它在概念引入上的循序渐进,不会一上来就抛出大量的术语,而是先建立一个宏观的理解框架,然后再逐步深入细节,这种教学的节奏感把握得非常好,让人在学习的过程中几乎感觉不到压迫感,反而充满了探索的乐趣。

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说实话,这本书的排版和装帧质量完全对得起它在学术界的声誉。我买过不少科学教材,很多都存在纸张质量差、印刷模糊的问题,读起来眼睛特别累。但《Prentice Hall Physical Science》则完全是另一种体验。纸张那种略带磨砂质感的米白色,不仅保护了视力,拿在手里也有一种踏实的感觉。更让我称赞的是,它在章节之间的过渡处理得非常自然流畅。比如,从介绍物质的基本结构过渡到讲解热力学定律时,作者并没有生硬地转换话题,而是通过一个关于“物质相变”的实际案例,完美地将两个看似独立的领域巧妙地串联起来,体现了物理科学内部的紧密联系。这本书的阅读体验更像是在跟随一位经验丰富的教授进行深度研讨,而不是简单地接收信息。它里面的“思考题”部分设计得尤其巧妙,很多都不是简单的计算题,而是需要综合运用多个概念进行逻辑推理的开放性问题,极大地激发了我的批判性思维。我甚至会花上大半个小时,对着一道题反复琢磨,那种“啊哈,原来是这样!”的顿悟感,是其他教材很难给予的。对于想要深入理解物理世界运作规律的人来说,这本书绝对是不可多得的良师益友。

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我必须得提一下这本书在案例分析上的独到之处。很多物理教材,即便是经典之作,也常常陷入过度理论化和抽象化的泥潭,导致读者感觉学到的知识与现实生活脱节。然而,这本《Prentice Hall Physical Science》却将理论与现实的桥梁搭得无比坚固。我记得有一次我在学习电磁感应时,书中竟然详细分析了自行车上动圈式发电机的工作原理,甚至配有精确的结构图和电流变化曲线图,让我立刻明白了这个看似简单的装置背后蕴含的深刻物理原理。再比如,在讲到光学部分时,它不仅讲解了透镜成像,还花了大篇幅探讨了现代相机镜头是如何通过复合镜片组合来消除色差和像差的,这对于我这个爱好摄影的人来说,简直是打开了新世界的大门。这种对知识“应用价值”的强调,使得学习过程充满了目标感,不再是为了考试而死记硬背。而且,作者似乎深知不同学习者的需求,在每一章的末尾,都会设置一个“延伸阅读”的板块,推荐一些相关的科学纪录片或者前沿研究简报,这让这本书不仅仅是一个静态的知识库,更像是一个动态的、引导你继续探索的起点。

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