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出版者:

作者:Lynette, Rachel

出品人:

页数:48

译者:

出版时间:

价格:$ 36.16

装帧:

isbn号码:9781432910976

丛书系列:

图书标签:

• 磁铁
• 物理
• 科学
• 实验
• STEM
• 教育
• 儿童
• 青少年
• 磁力
• 趣味科学

磁力之谜：一场深入探索无形之力的旅程 图书简介 书名：《磁力之谜：一场深入探索无形之力的旅程》 作者：[此处留空，或填入一位富有洞察力的虚构作者名，例如：亚历山大·科尔文] --- 引言：我们身边的隐形巨人 在我们的日常生活中，磁力无处不在，却又常常被视为理所当然。从指南针指向北极的古老奇迹，到驱动现代电子设备运转的微观机制，这种无形的拉扯和排斥的力量，构成了我们理解物质世界和构建现代文明的基石。然而，这种力量的本质究竟是什么？它如何从原子层面跃升为塑造行星运行轨迹的宏大宇宙力量？ 《磁力之谜：一场深入探索无形之力的旅程》并非一本冰冷的教科书，而是一次激动人心的智力探险。本书旨在揭开磁现象的神秘面纱，带领读者穿梭于古老的哲学思辨、开创性的科学发现，以及那些塑造了我们技术未来的关键时刻。我们不会沉溺于复杂的数学公式，而是专注于理解磁场如何形成、如何互动，以及它在宇宙尺度上扮演的角色。 第一部分：历史的回响——从琥珀到电磁学的黎明 磁力的故事，是一部跨越数千年的探索史。本书的开篇，将带领读者回到古代文明的港口，探寻人类最早对“磁石”（Lodestone）的记录。我们将考察古希腊哲学家对泰勒斯提出的“灵魂”驱动力的好奇，以及中国古代工匠如何巧妙地利用天然磁铁制作早期的指向工具。 随后，我们将聚焦于那些奠定现代物理学基础的先驱们。你将了解到，直到中世纪晚期，磁学仍被视为一种神秘的炼金术现象，与天体运行紧密相连。本书详尽地梳理了十六世纪威廉·吉尔伯特（William Gilbert）的里程碑式工作——《论磁石》。吉尔伯特通过系统的实验，首次将地球本身视为一块巨大的磁铁，将磁学从迷信的泥潭中解放出来，使其成为一门真正的科学分支。 第二部分：微观世界的交响曲——电与磁的统一 磁力的真正奥秘隐藏在物质的最深处。本书的第二部分，将深入到原子结构层面，解释磁性并非某种独立存在的“流体”，而是带电粒子运动的必然结果。 我们将详细解析电子的自旋（Spin）和轨道运动如何产生微小的磁矩。读者将清晰地理解为什么有些材料（如铁、镍、钴）表现出强烈的铁磁性，而另一些材料（如铜、金）则几乎不产生可察觉的磁效应。我们将系统地解释居里温度的概念，即材料失去永久磁性的临界点，以及为什么高温会“打乱”材料内部的磁域排列。 随后，我们将进入电磁学革命的核心。本书用引人入胜的叙事手法，描绘了奥斯特（Oersted）偶然发现电流能驱动磁针的震撼时刻，以及安培（Ampère）如何迅速将这些现象归纳为统一的数学定律。法拉第（Faraday）的电磁感应实验，将作为本部分的高潮，揭示了磁场变化如何产生电流——这一原理是现代发电机和变压器的基础。 第三部分：看不见的力场——结构、应用与工程的杰作 理解了电与磁的内在联系后，本书转向对“磁场”这一抽象概念的具象化描述。我们将探讨磁场的拓扑结构，即为什么磁力线总是闭合的，并且如何通过数学工具（如矢量分析）来描述场线的强度和方向。 本书的工程应用部分将令人大开眼界： 1. 永磁体的制造与挑战： 我们将剖析钕铁硼（NdFeB）等高性能永磁体材料的冶金学，以及如何通过精确控制晶体结构来最大化材料的矫顽力和剩磁。 2. 磁悬浮技术（Maglev）： 深入探讨不同类型的悬浮系统——无论是利用超导体的迈斯纳效应，还是基于电磁力的排斥或吸引原理，以及它们在速度和稳定性上的权衡。 3. 数据存储的变迁： 从早期的磁带到现代的硬盘驱动器（HDD），磁性介质如何通过极小的磁畴记录信息，以及未来热辅助磁记录（HAMR）等前沿技术的潜力。 4. 医疗影像的突破： 详细介绍核磁共振成像（MRI）的工作原理。我们不会停留在表层，而是解释射频脉冲如何与人体水分子中的质子自旋相互作用，从而生成身体内部的高分辨率图像。 第四部分：宇宙尺度的磁场——从地质到天体物理 磁场的影响力远超地球表面。本书的最后一部分将目光投向广袤的宇宙，探索磁场在行星形成、恒星演化乃至星系结构中的关键作用。 我们将研究地球的磁场——地磁场——如何由地核中液态铁的对流运动（即“发电机效应”）产生。本书将深入讨论地磁极漂移和地磁反转现象，分析这些自然事件对地球生命和技术的潜在影响。 此外，本书还将带领读者探索： 太阳风与磁层： 太阳如何释放出高能粒子流，以及地球的磁层如何像一个隐形的盾牌，保护我们免受宇宙射线的轰击。极光现象，这种美丽的自然灯光秀，正是粒子与磁场相互作用的直观体现。 脉冲星与黑洞周围的磁场： 在极端引力环境下，磁场如何被扭曲、放大，驱动着宇宙中最具能量的现象，例如相对论性喷流的形成。 结语：未竟的探索 《磁力之谜》最终将引导读者思考磁学的未来。从拓扑绝缘体中潜在的无损耗电子传输，到量子计算中对量子比特的精确磁场控制，磁学仍在不断地拓展科学的边界。 本书旨在激发读者对自然界基本力的敬畏之心，理解磁力不仅是一种物理现象，更是一种连接过去、现在与未来技术的强大力量。阅读完毕后，你将不再仅仅是磁铁的使用者，而是能够洞察其深层原理的观察者。 --- 本书适合所有对物理学、工程学、历史感兴趣的读者，尤其适合那些渴望理解驱动我们世界的无形力量的求知者。

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