物理學與生活（原書第8版） [The Physics of Everyday Phenomena, Eigth Edition] pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[美] W. Thomas Griffith（W. 托馬斯.格瑞福斯），[美] Juliet W.Brosing（硃莉葉. W.布羅斯）著，秦剋誠譯

圖書標籤:

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齣版社：電子工業齣版社

ISBN：9787121276736

版次：8

商品編碼：11848537

包裝：平裝

外文名稱：The Physics of Everyday Phenomena, Eigth Edition

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：輕型紙

頁數：400

字數：640000

正文語種：中文

具體描述

內容簡介

　　本書針對的是一學期的概念性物理課程。全書共分6單元21章，內容包括力學、熱力學、電磁學、光學、核物理學、近代物理學等，具體涉及運動的基本概念，落體運動和拋體運動，牛頓運動定律，圓周運動，行星和引力，能量和振動，衝量和動量，轉動，流體，溫度和熱力學，熱機和熱力學第二定律，靜電現象，電路，磁體和電磁學，波的生成，光波和顔色，光和成像，原子的結構，原子核和核能，相對論，日常現象深入研究等。本書的特點是在介紹物理學概念的同時，引入瞭可用這些概念來解釋的日常現象，強調瞭物理學的實用性及其與日常生活的關聯性，而不要求讀者具備高深的數學知識。

作者簡介

　　秦剋誠，北京大學物理學教授，長期從事物理學的研究與教學工作。從1998年開始，作者花瞭六年半時間寫成瞭80萬字科普作品《郵票上的物理學史》。

第1章物理學是基礎科學 1
1．1 能量是怎麼迴事？ 2
1．1．1 全球變暖的爭論 2
1．1．2 能量是怎樣捲入的？ 3
1．1．3 物理學和能量 3
1．2 科學事業 4
1．2．1 科學和彩虹 4
1．2．2 什麼是科學方法？ 5
1．2．3 應當如何介紹科學？ 6
1．2．4 可以討論的問題 6
1．3 物理學的範圍 7
1．3．1 物理學如何定義？ 8
1．3．2 物理學的主要分支有哪些？ 8
1．4 測量和數學在物理學中的作用 9
1．4．1 為什麼測量這麼重要？ 9
1．4．2 數學能幫什麼忙？ 10
1．4．3 為什麼使用公製單位？ 10
1．5 物理學和日常現象 11
1．5．1 為什麼要研究日常現象？ 11
小結 12
關鍵術語 13
第1單元牛頓革命
第2章運動的描述 16
2．1 平均速率和瞬時速率 17
2．1．1 平均速率的定義 17
2．1．2 速率的單位 17
2．1．3 瞬時速率 18
2．1．4 可以討論的問題 19
2．2 速度 20
2．2．1 速率和速度的區彆 20
2．2．2 矢量 21
2．2．3 瞬時速度的定義 21
2．3 加速度 21
2．3．1 平均加速度的定義 22
2．3．2 瞬時加速度的定義 23
2．3．3 加速度的方嚮 23
2．3．4 汽車速率不變時能作加速運動嗎？ 23
2．4 運動的圖形錶示 24
2．4．1 一幅圖形能告訴我們什麼？ 24
2．4．2 速度圖和加速度圖 25
2．4．3 能從速度圖求走過的距離嗎？ 26
2．5 勻加速運動 27
2．5．1 勻加速運動中速度怎樣變化？ 28
2．5．2 走過的距離如何隨時間變化？ 28
小結 29
關鍵術語 30
第3章落體運動和拋體運動 31
3．1 重力引起的加速度 32
3．1．1 如何測量重力加速度？ 32
3．1．2 伽利略關於落體運動的想法與
亞裏士多德的想法有何不同？ 34
3．2 落體追蹤 34
3．2．1 速度如何隨時間變化？ 35
3．2．2 小球在不同時間裏下落多大的距離？ 35
3．2．3 下扔小球 36
3．3 嚮上扔球 38
3．3．1 小球的速度如何變化？ 38
3．3．2 小球能飛到多高？ 39
3．4 拋體運動 40
3．4．1 拋體的軌跡是什麼樣子？ 40
3．4．2 飛行時間由什麼決定？ 41
3．5 打靶 42
3．5．1 槍支射齣的子彈會下落嗎？ 42
3．5．2 橄欖球的飛行 43
3．5．3 怎樣能達到最大的距離？ 43
小結 46
關鍵術語 46
第4章牛頓運動定律：運動的解釋 47
4．1 曆史簡述 48
4．1．1 亞裏士多德關於運動的原因有何
看法？ 48
4．1．2 伽利略怎樣挑戰亞裏士多德的看法？ 49
4．1．3 牛頓完成瞭什麼業績？ 49
4．2 牛頓第一定律和第二定律 51
4．2．1 什麼是牛頓第一運動定律？ 51
4．2．2 力和加速度有什麼關係？ 51
4．2．3 力怎樣相加？ 52
4．3 質量和重量 54
4．3．1 如何對質量進行比較？ 54
4．3．2 如何定義重量？ 54
4．3．3 為何重力加速度與質量無關？ 55
4．4 牛頓第三定律 56
4．4．1 第三定律怎樣幫助我們定義力？ 56
4．4．2 怎樣用第三定律來證認力？ 56
4．4．3 一頭騾子能夠加速一輛小車嗎？ 57
4．4．4 什麼力使汽車加速？ 57
4．5 牛頓定律的應用 59
4．5．1 推椅子時涉及哪些力？ 59
4．5．2 跳傘運動員不開傘時會持續加速嗎？ 60
4．5．3 小球扔齣後發生瞭什麼事情？ 61
4．5．4 怎樣分析連接在一起物體的運動？ 61
小結 62
關鍵術語 63
第5章圓周運動、行星和引力 64
5．1 嚮心加速度 65
5．1．1 什麼是嚮心加速度？ 65
5．1．2 怎樣求速度的改變量?v？ 66
5．1．3 嚮心加速度的大小有多大？ 66
5．1．4 什麼力産生嚮心加速度？ 66
5．2 嚮心力 67
5．2．1 什麼力幫助汽車順利通過彎道？ 67
5．2．2 彎道修成內低外高會發生什麼？ 69
5．2．3 坐摩天輪時遇到哪些力？ 70
5．3 行星運動 71
5．3．1 早期的天界模型是什麼樣？ 71
5．3．2 哥白尼與托勒密的模型有何區彆？ 72
5．3．3 開普勒行星運動定律 73
5．4 牛頓萬有引力定律 75
5．4．1 牛頓有什麼驚人發現？ 75
5．4．2 什麼是牛頓萬有引力定律？ 75
5．4．3 重量與引力定律怎樣關聯？ 76
5．4 月亮和其他衛星 77
5．4．1 如何解釋月相？ 77
5．4．2 月亮服從開普勒定律嗎？ 78
5．4．3 人造衛星的軌道 79
5．4．4 可以爭論的問題 79
小結 80
關鍵術語 81
第6章能量和振動 82
6．1 簡單機械、功和功率 83
6．1．1 什麼是簡單機械？ 83
6．1．2 功怎麼定義？ 84
6．1．3 任何力都做功嗎？ 84
6．1．4 功和功率有什麼關係？ 85
6．2 動能 85
6．2．1 如何定義動能？ 85
6．2．2 什麼是負功？ 86
6．2．3 汽車的停車距離 86
6．3 勢能 87
6．3．1 什麼是重力勢能？ 87
6．3．2 勢能的實質是什麼？ 87
6．3．3 什麼是彈性勢能？ 88
6．3．4 什麼是保守力？ 89
6．4 能量守恒 89
6．4．1 擺在擺動時的能量有何變化？ 89
6．4．2 能量守恒是什麼意思？ 89
6．4．3 為什麼使用能量的概念？ 90
6．4．4 能量分析為何像計賬似的？ 91
6．4．5 可以爭論的問題 92
6．5 彈簧和簡諧運動 94
6．5．1 拴在彈簧上的質塊的振動 94
6．5．2 什麼是周期和頻率？ 95
6．5．3 任何迴復力都産生簡諧運動嗎？ 95
小結 96
關鍵術語 97
第7章動量和衝量 98
7．1 動量和衝量 99
7．1．1 小球彈跳時發生瞭什麼事？ 99
7．1．2 怎樣分析如此快速的變化？ 99
7．1．3 什麼是衝量和動量？ 100
7．1．4 如何應用衝量-動量原理？ 100
7．2 動量守恒 102
7．2．1 動量為何及何時守恒？ 103
7．2．2 動量守恒和碰撞 103
7．3 反衝 104
7．3．1 什麼是反衝？ 104
7．3．2 獵槍的反衝 105
7．3．3 火箭怎麼工作？ 105
7．4 彈性碰撞和非彈性碰撞 106
7．4．1 什麼是完全非彈性碰撞？ 106
7．4．2 碰撞中能量守恒嗎？ 106
7．4．3 颱球彈跳時發生瞭什麼事？ 107
7．5 互成一角度的碰撞 108
7．5．1 二維非彈性碰撞 108
7．5．2 二維彈性碰撞 110
7．5．3 可以討論的問題 111
小結 111
關鍵術語 112
第8章固體的轉動 113
8．1 什麼是轉動？ 114
8．1．1 角位移和角速度 114
8．1．2 什麼是角加速度？ 115
8．1．3 恒定角加速度 115
8．1．4 綫速度和角速度有什麼關係？ 116
8．2 轉矩和杆秤 116
8．2．1 杆秤何時平衡？ 116
8．2．2 什麼是轉矩？ 117
8．2．3 多個轉矩如何相加？ 118
8．2．4 什麼重心？ 118
8．3 轉動慣量和牛頓第二定律 119
8．3．1 什麼是轉動慣量？ 119
8．3．2 適用於轉動的牛頓第二定律 120
8．3．3 求鏇轉木馬的轉動慣量 121
8．4 角動量守恒 122
8．4．1 什麼是角動量？ 122
8．4．2 角動量何時守恒？ 122
8．4．3 滑冰運動員自轉速率的變化 123
8．4．4 開普勒第二定律 124
8．5 騎自行車和其他驚人絕技 125
8．5．1 角動量是矢量嗎？ 125
8．5．2 角動量和自行車 126
8．5．3 鏇轉凳和陀螺 127
小結 129
關鍵術語 130
第2單元流體的行為和熱學
第9章流體的行為 132
9．1 壓強和帕斯卡原理 133
9．1．1 壓強如何定義？ 133
9．1．2 什麼是帕斯卡原理？ 134
9．1．3 水壓機如何工作？ 134
9．2 氣壓和氣體的行為 135
9．2．1 怎樣測量氣壓？ 135
9．2．2 氣壓如何變化？ 136
9．2．3 空氣柱的重量 137
9．2．4 氣體的體積如何隨壓強改變？ 138
9．3 阿基米德原理 140
9．3．1 什麼是阿基米德原理？ 140
9．3．2 浮力來源於什麼？ 140
9．3．3 有哪些力作用在浮體上？ 141
9．3．4 為何一艘鋼船會浮在水麵上？ 142
9．3．5 氣球何時上浮？ 142
9．4 運動的流體 143
9．4．1 為什麼流速會變？ 143
9．4．2 黏性如何影響流動？ 144
9．4．3 層流和湍流 145
9．5 伯努利原理 146
9．5．1 什麼是伯努利原理？ 146
9．5．2 管道和軟管中各處壓力如何變化？ 146
9．5．3 氣流和伯努利原理 147
9．5．4 商店前的廣告球為何會懸在空中？ 147
小結 149
關鍵術語 150
第10章溫度和熱量 151
10．1 溫度及其測量 152
10．1．1 怎樣測量溫度？ 152
10．1．2 溫標的發展 153
10．1．3 有熱力學零度嗎？ 154
10．2 熱量和比熱 155
10．2．1 什麼是比熱？ 155
10．2．2 熱量和溫度有何區彆？ 156
10．2．3 熱量怎樣參與熔化或凝固過程？ 156
10．3 焦耳實驗和熱力學第一定律 159
10．3．1 焦耳實驗錶明瞭什麼？ 159
10．3．2 熱力學第一定律 160
10．3．3 什麼是內能？ 160
10．3．4 計算食物的熱量 161
10．4 氣體的行為與熱力學
第一定律 162
10．4．1 壓縮氣體時發生什麼事？ 162
10．4．2 內能與溫度有什麼關係？ 162
10．4．3 怎樣保持氣體的溫度不變？ 163
10．4．4 熱氣球中的氣體發生瞭什麼？ 163
10．5 熱流 164
10．5．1 熱傳導産生的熱流 164
10．5．2 什麼是對流？ 165
10．5．3 什麼是輻射，輻射怎樣傳遞
能量？ 166
小結 168
關鍵術語 169
第11章熱機和熱力學第二定律 170
11．1 熱機 171
11．1．1 熱機是乾什麼的？ 171
11．1．2 熱機的效率 171
11．1．3 熱力學第一定律關於熱機告訴
我們什麼？ 172
11．2 熱力學第二定律 174
11．2．1 什麼是卡諾機？ 174
11．2．2 卡諾循環包含哪幾步？ 175
11．2．3 卡諾機的效率是多少？ 175
11．2．4 熱力學第二定律 176
11．3 製冷機、熱泵和熵 177
11．3．1 製冷機和熱泵是乾什麼的？ 177
11．3．2 熱力學第二定律的剋勞修斯錶述 178
11．3．3 什麼是熵？ 179
11．4 熱電廠和能源 180
11．4．1 熱電廠是如何工作的？ 180
11．4．2 化石燃料的替代者 181
11．4．3 高品位熱量和低品位熱量 182
11．4．4 可以討論的問題 183
11．5 永動機和能量騙局 183
11．5．1 第一類永動機 183
11．5．2 第二類永動機 183
小結 185
關鍵術語 186
第3單元電學和磁學
第12章靜電現象 188
12．1 電荷的作用 189
12．1．1 從木髓球實驗能學到什麼？ 189
12．1．2 什麼是驗電器？ 190
12．1．3 富蘭剋林的單流體模型 191
12．2 導體和絕緣體 191
12．2．1 絕緣體與導體有何不同？ 191
12．2．2 用感應讓導體起電 192
12．2．3 為何絕緣體被吸嚮帶電物體？ 193
12．3 靜電力：庫侖定律 195
12．3．1 庫侖是怎樣測量靜電力的？ 195
12．3．2 庫侖的測量結果如何？ 196
12．3．3 庫侖定律與萬有引力定律的比較 197
12．4 電場 198
12．4．1 求幾個電荷所施加的力 198
12．4．2 什麼是電場？ 198
12．4．3 電場綫是怎樣用的？ 199
12．5 電勢 200
12．5．1 求電荷勢能的變化 200
12．5．2 什麼是電勢？ 201
12．5．3 電勢和電場的關係 202
小結 204
關鍵術語 204
第13章電路 206
13．1 電路和電流 207
13．1．1 怎樣使燈泡發光？ 207
13．1．2 什麼是電流？ 208
13．1．3 什麼限製瞭電流？ 210
13．1．4 和水流的類比 210
13．2 歐姆定律和電阻 211
13．2．1 電流對電壓的依賴關係 211
13．2．2 什麼是電池的電動勢？ 212
13．2．3 電池沒電瞭是怎麼迴事？ 213
13．3 串聯電路和並聯電路 213
13．3．1 什麼是串聯電路？ 213
13．3．2 什麼是並聯電路？ 214
13．3．3 安培計和伏特計的使用 216
13．4 電能和電功率 217
13．4．1 電路中發生瞭什麼能量轉化？ 217
13．4．2 電功率與電流和電壓有何關係？ 217
13．4．3 怎樣分配和使用電功率？ 218
13．5 交流電和傢用電路 220
13．5．1 交流電與直流電有哪些區彆？ 220
13．5．2 什麼是電流和電壓的有效值？ 221
13．5．3 傢用電路如何布綫？ 221
小結 222
關鍵術語 223
第14章磁體和電磁學 224
14．1 磁體和磁力 225
14．1．1 什麼是磁極？ 225
14．1．2 磁力和庫侖定律 226
14．1．3 能將場綫與磁體聯係起來嗎？ 226
14．1．4 地球是一個磁體嗎？ 227
14．2 電流的磁效應 228
14．2．1 一個齣乎意料的效應 228
14．2．2 載流導綫所受的磁力 229
14．2．3 運動電荷所受的磁力 229
14．2．4 運動電荷上的磁力方嚮 230
14．3 電流迴路的磁效應 230
14．3．1 電流迴路的磁場 231
14．3．2 電流迴路上作用有磁轉矩嗎？ 231
14．3．3 怎樣製作一個電磁體？ 232
14．4 法拉第定律：電磁感應 234
14．4．1 法拉第的實驗錶明瞭什麼？ 234
14．4．2 法拉第定律 235
14．4．3 楞次定律 236
14．4．4 什麼是自感應？ 236
14．5 發電機和變壓器 238
14．5．1 發電機是如何工作的？ 238
14．5．2 變壓器是乾什麼用的？ 239
14．5．3 變壓器和功率分配 240
小結 241
關鍵術語 241
第4單元波動和光學
第15章波的生成 244
15．1 脈衝波和周期波 245
15．1．1 脈衝波在彈簧上怎樣行進？ 245
15．1．2 波動的一些共同特徵 245
15．1．3 可以討論的問題 246
15．1．4 縱波和橫波的區彆 246
15．1．5 什麼是周期波？ 246
15．2 繩索上的波 248
15．2．1 波的麯綫圖是什麼樣？ 248
15．2．2 繩索上的波速由什麼決定？ 249
15．2．3 波的頻率和波長由什麼決定？ 250
15．3 乾涉和駐波 251
15．3．1 繩索上的兩個波如何閤並？ 251
15．3．2 什麼是駐波？ 252
15．3．3 吉他弦上波的頻率由什麼決定？ 252
15．4 聲波 254
15．4．1 聲波的實質是什麼？ 254
15．4．2 聲速由什麼決定？ 255
15．4．3 用飲料瓶生成音樂 257
15．5 音樂的物理學 258
15．5．1 什麼是諧波分析？ 258
15．5．2 音程是如何定義的？ 259
15．5．3 為何有些樂音組閤聲音和諧？ 261
小結 262
關鍵術語 262
第16章光波和顔色 264
16．1 電磁波 265
16．1．1 什麼是電磁波？ 265
16．1．2 電磁波的速率是多少？ 266
16．1．3 有多種不同的電磁波嗎？ 267
16．1．4 可以爭論的問題 268
16．2 波長和顔色 268
16．2．1 光是由不同的顔色組成的嗎？ 268
16．2．2 眼睛如何分辨不同的顔色？ 269
16．2．3 為什麼物體有不同的顔色？ 270
16．3 光波的乾涉 272
16．3．1 楊氏雙縫實驗 273
16．3．2 條紋間距由什麼決定？ 274
16．3．3 什麼是薄膜乾涉？ 274
16．4 衍射和光柵 277
16．4．1 單縫如何衍射光？ 277
16．4．2 光如何被其他形狀衍射？ 278
16．4．3 什麼是衍射光柵？ 279
16．5 偏振光 280
16．5．1 什麼是偏振光？ 280
16．5．2 怎樣産生偏振光？ 280
16．5．3 為什麼要用偏光太陽鏡？ 281
16．5．4 什麼是雙摺射？ 281
小結 282
關鍵術語 283
第17章光和成像 284
17．1 反射和成像 285
17．1．1 光綫與波前有什麼關係？ 285
17．1．2 什麼是反射定律？ 286
17．1．3 平麵鏡如何成像？ 286
17．2 光的摺射 287
17．2．1 什麼是摺射定律？ 287
17．2．2 為何水下物體顯得比實際位
置高？ 288
17．2．3 全內反射 289
17．2．4 棱鏡如何使光彎摺？什麼是
色散？ 290
17．3 透鏡和成像 292
17．3．1 追蹤穿過正透鏡的光綫 292
17．3．2 像距和物距有什麼關係？ 293
17．3．3 追蹤通過負透鏡的光綫 294
17．4 用麯麵鏡聚焦光束 295
17．4．1 用凹麵鏡的光綫追蹤 295
17．4．2 物距和像距 296
17．4．3 凸麵鏡 297
17．5 眼鏡、顯微鏡和望遠鏡 298
17．5．1 眼睛是如何工作的？ 298
17．5．2 眼鏡矯正的是哪些問題？ 299
17．5．3 顯微鏡如何工作？ 299
17．5．4 望遠鏡如何工作？ 300
17．5．5 雙筒鏡和觀劇鏡 302
小結 304
關鍵術語 304
第5單元原子和原子核
第18章原子的結構 308
18．1 原子的存在：從化學中
得到的證據 309
18．1．1 化學研究揭示瞭原子的哪些
方麵？ 309
18．1．2 質量在化學反應中守恒嗎？ 310
18．1．3 原子量的概念是怎樣産生的？ 310
18．1．4 可以爭論的問題 313
18．1．5 元素周期錶是怎樣發展的？ 313
18．2 陰極射綫、電子和X射綫 314
18．2．1 陰極射綫是怎樣産生的？ 315
18．2．2 陰極射綫的組成成分 317
18．2．3 X射綫是怎樣發現的？ 317
18．3 放射性和原子核的發現 319
18．3．1 放射性是怎樣發現的？ 319
18．3．2 放射性中包含的輻射多於
一種嗎？ 319
18．3．3 原子核是怎樣發現的？ 320
18．4 原子光譜和玻爾原子模型 322
18．4．1 氫光譜的本質是什麼？ 322
18．4．2 光能的量子化 323
18．4．3 玻爾模型有哪些特徵？ 324
18．5 粒子波和量子力學 325
18．5．1 什麼是德布羅意波？ 326
18．5．2 量子力學與玻爾模型有何不同？ 327
18．5．3 什麼是海森伯不確定原理？ 327
18．5．4 量子力學如何解釋周期錶？ 328
小結 329
關鍵術語 330
第19章原子核和核能 331
19．1 原子核的結構 332
19．1．1 質子是怎樣發現的？ 332
19．1．2 中子是怎樣發現的？ 333
19．1．3 什麼是同位素？ 334
19．2 放射性衰變 336
19．2．1 ?衰變中發生瞭什麼？ 336
19．2．2 ?衰變和衰變中會發生什麼？ 337
19．2．3 如何描述衰變的快慢？ 338
19．2．4 為何放射性對人體健康有害？ 338
19．3 核反應和核裂變 339
19．3．1 什麼是核反應？ 340
19．3．2 能量和質量如何參與核反應？ 340
19．3．3 核裂變是怎樣發現的？ 341
19．4 核反應堆 343
19．4．1 如何實現鏈式反應？ 343
19．4．2 為什麼反應堆中會産生鈈？ 344
19．4．3 現代反應堆有何設計特徵？ 344
19．4．4 核動力的環境問題 345
19．4．5 可以討論的問題 346
19．5 核武器和核聚變 347
19．5．1 什麼是臨界質量？ 347
19．5．2 鈈彈是怎樣設計的？ 348
19．5．3 什麼是核聚變？ 349
19．5．4 能從受控聚變産齣功率嗎？ 350
小結 351
關鍵術語 352
第6單元相對論及其他
第20章相對論 354
20．1 經典物理學中的相對運動 355
20．1．1 速度如何相加？ 355
20．1．2 在二維空間速度如何相加？ 356
20．1．3 相對性原理 357
20．1．4 慣性參考係 357
20．2 光速和愛因斯坦的假設 358
20．2．1 什麼是光以太？ 358

20．2．2 以太能夠當普適參考係用嗎？ 358
20．2．3 邁剋爾孫-莫雷實驗 359
20．2．4 愛因斯坦的狹義相對論假設 360
20．3 時間膨脹和長度收縮 361
20．3．1 不同觀察者的時間測量 361
20．3．2 對不同觀察者長度測量如何
變化？ 363
20．4 牛頓定律和質能等價 366
20．4．1 牛頓第二定律須怎樣修改？ 366
20．4．2 質能等價觀念是如何提齣的？ 366
20．4．3 如何解釋靜止能？ 367
20．5 廣義相對論 367
20．5．1 什麼是等價原理？ 368
20．5．2 光束在強引力場中會彎麯嗎？ 369
20．5．3 廣義相對論有哪些空時效應？ 370
20．5．4 什麼是黑洞？ 371
小結 371
關鍵術語 372
第21章日常現象深入研究 373
21．1 誇剋和其他基本粒子 374
21．1．1 新粒子是怎樣發現的？ 374
21．1．2 粒子園的成員 375
21．1．3 什麼是誇剋？ 375
21．1．4 有哪些基本作用力？ 376
21．2 宇宙學：嚮外窺視宇宙 377
21．2．1 宇宙在膨脹嗎？ 377
21．2．2 追溯我們宇宙的開端 379
21．3 半導體和微電子學 380
21．3．1 什麼是半導體？ 380
21．3．2 什麼是晶體管？ 382
21．3．3 計算機和集成電路 382
21．4 超導體和其他新材料 384
21．4．1 什麼是超導電性？ 384
21．4．2 什麼是高溫超導體？ 385
21．4．3 其他新材料 386
小結 388
關鍵術語 389

前言/序言

　　我們經常看到彩虹、滑冰者急速自轉和潮漲潮落等日常現象。瞭解彩虹是怎樣形成的、滑冰者為什麼會急速自轉和潮汐為什麼會漲落，會使人得到滿足，而這種滿足感是培育科學素養的動力之一。本書試圖讓非科技人員也具有這種滿足感。本書針對的是一學期的概念性物理課程，因此以敘述性文體撰寫，並用事先設定的問題將讀者引入有關物理思想的對話中。因此，本書適閤那些有興趣瞭解物理世界的本質並希望解釋日常物理現象的人們。
　　本書的組織方式
　　除瞭在第4版中重新調整瞭第15～17章的順序外，後續版本基本上未對章節順序進行調整。盡管這種章節順序的安排符閤傳統做法，但我們還是做瞭一些變動。關於能量的一章（第6章）現在調整到瞭關於動量的一章（第7章）之前，因此在討論碰撞時就可以使用能量的概念。波動在第15章討論，它安排在關於電學和磁學的內容之後。光學內容（第16章和第17章）之前。關於流體的一章（第9章）安排在關於力學的各章之後。熱力學的各章之前。前17章介紹經典物理學的主要思想，經過適當的刪節後適用於一個學期的課程。
　　全部21章適閤於一學期的課程，如果要透徹且細緻地介紹物理思想的話，它甚至適閤於兩個學期的課程。許多教師認為討論原子現象的第18章和討論原子核現象的第19章必不可少，即使是在一學期的課程中。因此，若在一學期的課程中使用本書，那麼這裏建議削減其他章節的內容，以減輕學生的學習負擔。
　　有些教師在講授時，更喜歡將關於相對論的第20章放在關於力學的各章之後，或放在關於近代物理學的各章之前。盡管相對論與日常現象的關聯並不緊密，但本書中包含它們的原因是學生對此很感興趣。第21章介紹瞭現代物理學中的幾個熱門主題，如粒子物理學、宇宙學、半導體和超導電性，包含這些主題的目的在於提升學生的學習興趣。
　　我們並不希望在短時間內教授或學習太多的內容。我們已盡力使本書保持閤理的篇幅，同時覆蓋物理學引論書籍應包含的核心概念。要瞭解這些概念，需要有充分的討論和思考時間。欲速則不達。若試圖很快地學完本書，則掌握的將隻是詞語和定義。如果能很好地理解所學的內容，那麼少即是多。
　　概念性物理課程中的數學
　　對許多主修非科學專業的學生而言，物理學課程中關於數學的內容越少越好。盡管有人曾試圖不用任何數學知識來講授概念性物理課程，但這種做法錯失瞭幫助學生樹立信心來使用和處理簡單定量關係的機會。
　　顯然，數學是錶示物理學中定量關係的有力工具。因此，我們可以在物理學中對數學的使用加以限製，讓其隻從屬於要討論的物理概念。本書第1版推齣後，讀者認為書中的數學公式太多，理解起來有睏難。因此我們在再版的書中刪除瞭大量的數學公式。由於多數讀者認同這樣的改動，因此在本書隨後的各版中保持瞭這一特性。
　　本書的一個顯著特點是邏輯性強。書中的每章都是在介紹基本概念後，纔給齣相應的數學公式，並用文字詳細解釋瞭各個數學公式。為便於理解相關的概念，書中提供瞭許多簡單的例子，這些例題僅需要學生掌握高中的代數知識。
　　本版的新內容
　　第八版做瞭幾處重大的改動。在本書的改進過程中，我們仍遵循的此前指導原則，即章數和整個內容的篇幅都不能太長。許多圖書會隨用戶和評論者的要求添加相關的主題，因此會變得“臃腫”不堪。我們在添加內容時非常審慎，總體而言有增有減，但篇幅保持不變。
　　日常現象專欄是幫助學生瞭解物理學與日常世界間的關係的一條途徑。我們改寫瞭日常現象專欄19.2，它原來是關於切爾諾貝利核事故的，現在換成瞭日本福島的核反應堆事故。
　　除瞭這些特彆的改動之外，還更新瞭照片和插圖，因此本書更加現代代。還修改瞭書中的多處文字內容，以便讀者更易於理解那些有難度的概念。
　　強調瞭能量的概念。盡管本書是一本關於物理學基本概念的教程，但我們希望本書有助於講授能量這一概念的教師。本書未來的版本仍將強調這一點。
　　改進瞭版式和文字說明。盡管本書概念的清晰性受到瞭用戶的稱贊，但仍具有改進的空間。用戶指齣瞭許多關於裝幀和文字的改進之處，因此我們對此進行瞭改進。
　　每章的序言
　　每章的章首都有一幅源自日常經驗的圖片，接著以它為主題引入有關的物理概念。對許多學生而言，物理學很抽象，但日常現象和具體的例子降低瞭這種抽象性。“本章概述”列齣瞭讀者閱讀該章後可望學到的內容。“概述”介紹瞭要討論的概念及它們之間的關係，可讓學生在學習時保持專注性和條理性。“本章大綱”包含瞭該章正文中各節的標題，並提齣瞭一些問題，可指導學生需要具備哪些知識來理解該章的重要概念。
　　各章的大綱和小結為所介紹的概念給齣瞭清晰的框架。學習物理學的睏難之一是，學生有時無法將各個概念關聯起來。前後一緻的框架是幫助學生將各個概念融閤起來的強大　工具。
　　其他行文特徵
　　隻要有可能，本書就會基於日常現象來引入物理概念。為實現這一目標，本書具有使讀者有效研究日常現象的物理學的特點。不多的關鍵概念是理解物理學的基礎，行文的方式強調瞭這一特點，讀者不會迷失在定義和公式中。
　　每節的結尾提供瞭加有灰底的一段內容，它們是對每章章末更一般性小結的補充。
　　各節的標題常常寫成疑問句的方式，以激發學生的好奇心。
　　日常現象專欄將正文中討論的物理概念與現實生活中的主題、社會問題和現代技術關聯起來，強調瞭物理學的實用性及它與日常生活是如何關聯的。第1章和最後兩章各有一個日常現象專欄，其他各章中的每章則有兩個。
　　例題齣現在各章的正文中，仔細研究這些例題可幫助學生更好地瞭解物理學中的解題方法。
　　“可以討論的問題”提供瞭有關能量和環境等沒有標準答案的問題，可以作為課堂討論、完成作業之用。
　　每章末尾的“小結”突齣瞭該章的關鍵內容，並與章首序言中的重要概念相呼應。