全新正版 100個奇妙的物理知識 【英】科林·斯圖爾特(Colin Stuart) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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【英】科林·斯圖爾特Colin Stuart 著

圖書標籤:

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115421197

商品編碼：29522673966

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名：全新正版 100個奇妙的物理知識

定價：39.00元

作者：【英】科林·斯圖爾特(Colin Stuart)

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787115421197

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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數學是科學的語言，而數字則是物理學的核心。理解瞭數字，你就可以更好地理解物理學。從zui小的數字普朗剋時間（5.39×10-44秒）一直到非常大量級的數字1×10500（弦理論中可能的配置總數），《100個奇妙的物理知識》通過100個有趣的數字，探討瞭物理學中奇妙而又重要的知識。

內容提要

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物理學是現代科學的基礎，它嘗試解釋宇宙中重大的問題。本書通過100個關鍵數字，詳細介紹瞭現代物理學的主要方麵和前沿問題，內容既包括原子內部的運動機製，也包括星係的運動，還涉及黑洞、暗物質、暗能量、弦理論等新研究進展。讀者通過閱讀本書，可以快速瞭解現代物理學的脈絡和當前研究的熱點問題。

目錄

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前言 8

5.39 ×10-44 普朗剋時間 (s) 10

1.62 ×10-35 普朗剋長度 (m) 11

6.63 ×10-34 普朗剋常數 (J s) 12

~3 ×10-34 一個飛行中的網球的波長 (m) 14

9.11 ×10-31 電子的質量 (kg) 16

1.6726 ×10-27 質子的質量 (kg) 17

1.6749 ×10-27 中子的質量 (kg) 18

8.51 ×10-27 宇宙的密度 (kg/m3) 19

3 ×10-25 W和Z玻色子的平均壽命 (s) 20

1.38 ×10-23 玻爾茲曼常數 (J/K) 21

1.60 ×10-19 元電荷 (C) 22

1 ×10-18 理想的實驗室真空密度 (kg/m3) 23

8 ×10-15 原子核的平均尺寸 (m) 24

8.85 ×10-12 自由空間的介電常數 26

5.29 ×10-11 玻爾半徑 (m) 27

6.67 ×10-11 萬有引力常數 (Nm2/kg2) 28

1 ×10-10 史上低的溫度 (K) 30

1 ×10-8 CERN産生的反物質的量 (g) 32

5.67 ×10-8 斯蒂芬-玻爾茲曼常數 36

4 ×10-7 藍色可見光的波長 (m) 37

7 ×10-7 紅色可見光的波長 (m) 38

1.26 ×10-6 自由空間的磁導率 (N/A2) 39

6.5 ×10-5 地球的磁場強度 (T) 40

1.7 ×10-3 地球自轉放慢的速度 (秒/百年) 42

-273.15 零度 (℃) 44

-1/3 下誇剋、奇誇剋和底誇剋的電荷量 (e—元電荷) 46

0 光子的靜止質量 (kg) 47

0.007 氫聚變的效率 48

1/137 (約0.0073) 精細結構常數 50

0.01 水的三相點溫度 (℃) 51

0.02 謝爾蓋·剋裏卡廖夫經曆的時間膨脹 (s) 52

2/3 上誇剋、粲誇剋和頂誇剋的電荷量 (e—元電荷) 54

1 石墨烯的厚度 (原子) 55

1.4 錢德拉塞卡極限 (太陽質量) 56

2.7 宇宙微波背景溫度 (K) 58

2.71... 歐拉數 62

3 中微子味 63

3 牛頓物理運動定律

作者介紹

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科林·斯圖爾特（Colin Stuart），英國皇傢天文學會會員，知名科學傳播人。他在天體物理學普及方麵做瞭大量工作，長期為英國廣播公司《焦點》雜誌、《宇宙雜誌》、英國《衛報》、《新科學傢》雜誌、《夜空雜誌》、《泰晤士高等教育》、歐洲航天局、英國物理學會、倫敦數學學會等撰寫文章。

文摘

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序言

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探索宇宙的奧秘：一段跨越時空的科學旅程 在浩瀚的宇宙深處，隱藏著無數令人著迷的秘密，等待著我們去揭開。從微觀世界的奇妙粒子，到宏觀宇宙的壯麗景象，物理學以其獨特的視角，為我們描繪齣一幅幅令人驚嘆的畫捲。這本書將帶你踏上一段非凡的科學旅程，去探索那些隱藏在日常現象背後的深層原理，去領略那些顛覆我們認知的物理定律。 第一章：時空的漣漪——相對論的奇妙世界 愛因斯坦的相對論，如同一顆璀璨的明珠，照亮瞭物理學的天空。它顛覆瞭牛頓力學的時空觀，將時間和空間視為相互關聯的統一體。想象一下，當你乘坐一艘以接近光速飛行的飛船時，你會發現時間在你身上流逝得比地球上的人慢得多。這就是時間膨脹效應，是狹義相對論的核心預言之一。而廣義相對論則進一步揭示瞭引力並非一種“力”，而是時空彎麯的錶現。巨大的質量會扭麯周圍的時空，就像一個保齡球放在一張拉伸的床單上，會使其凹陷一樣。正是這種時空的彎麯，決定瞭行星的運行軌跡，也使得光綫在經過大質量天體時會發生偏摺。 我們將在本章中深入探討相對論的幾個關鍵概念。我們將理解質能等價原理——愛因斯坦最著名的方程 E=mc²，它揭示瞭質量和能量之間驚人的轉換關係。這一點在核能的産生以及恒星的能量來源上有著至關重要的意義。我們還將探討黑洞的存在，這些宇宙中最神秘的天體，其引力之強大，連光也無法逃脫。我們將瞭解黑洞的形成過程，它們的視界，以及它們對周圍時空産生的深刻影響。通過生動形象的例子和深入淺齣的講解，你將能初步領略到相對論所描繪的那個充滿無限可能的時空圖景。 第二章：量子之舞——微觀世界的奇幻法則 如果說相對論描繪的是宏觀宇宙的宏偉畫捲，那麼量子力學則帶領我們深入到物質最微小的構成單元——原子和亞原子粒子的世界。在這裏，我們熟悉的經典物理學定律似乎失效瞭，取而代之的是一係列令人費解卻又無比精確的量子法則。 我們將從量子疊加態開始。想象一個硬幣，在被拋齣去之前，它既不是正麵也不是反麵，而是處於一種“既正又反”的疊加狀態。隻有當我們觀察它時，它纔會隨機地“坍縮”成一個確定的狀態。這就是量子疊加，是量子計算機得以實現的基礎。接著，我們將觸及量子糾纏。兩個處於糾纏狀態的粒子，無論相距多遠，它們的狀態都是相互關聯的。當你測量其中一個粒子的狀態時，另一個粒子的狀態也會瞬間確定，仿佛它們之間存在著某種超越時空的“心靈感應”。這種奇特的現象，曾讓愛因斯坦感到睏惑，並稱之為“鬼魅般的超距作用”。 本章還將探討量子隧穿效應。在經典物理學中，一個粒子如果能量不足以越過一個勢壘，它就無法穿過。但在量子世界中，粒子卻有一定幾率“隧穿”過去，就像一個幽靈穿過牆壁一樣。這一效應在掃描隧道顯微鏡、半導體製造以及核聚變等領域都有著重要的應用。我們還將初步瞭解波粒二象性，即微觀粒子既錶現齣波的性質，也錶現齣粒子的性質。一個電子，有時像一顆顆的粒子，有時又像一圈圈的波，這種矛盾的統一，正是量子世界的魅力所在。通過對這些量子現象的探索，你將重新認識物質的本質，並為這個充滿不確定性和概率性的微觀世界所震撼。 第三章：能量的秘密——從熱力學到宇宙的未來 能量，作為宇宙中最基本的存在形式之一，驅動著一切的運行。從微小的分子振動，到龐大的星係碰撞，都離不開能量的轉化和傳遞。本章將帶領你探索能量的奧秘，從最基本的物理概念齣發，逐步深入到宇宙的宏大敘事。 我們將從熱力學的基本定律開始。熱力學第一定律，即能量守恒定律，告訴我們能量既不會憑空産生，也不會憑空消失，隻會從一種形式轉化為另一種形式。熱力學第二定律，則引入瞭“熵”的概念，它錶明在一個孤立係統中，熵總是傾嚮於增加，這意味著係統的無序程度在不斷增加，能量的可用性也在不斷降低。這一定律對於理解自然過程的方嚮性，以及宇宙的最終命運，至關重要。 我們將探討不同形式的能量，如動能、勢能、熱能、電能、磁能以及核能。瞭解它們之間的相互轉化，以及它們在日常生活和科學技術中的應用。例如，內燃機如何將化學能轉化為動能，發電機如何將機械能轉化為電能，以及核電站如何利用核裂變釋放齣巨大的能量。 更進一步，我們將把目光投嚮宇宙的未來。根據熱力學第二定律，宇宙的熵在不斷增加，能量的可用性也在逐漸減少。這是否意味著宇宙最終將走嚮“熱寂”，即所有能量均勻分布，一切活動都停止？或者，宇宙是否存在其他更復雜的演化路徑？我們將討論關於宇宙膨脹、暗能量以及宇宙終極命運的最新科學猜想，讓你對我們所處的這個宇宙有一個更宏觀、更深刻的認識。 第四章：光的旅程——電磁波的無垠世界 光，是連接我們與世界的橋梁。它不僅讓我們看見繽紛的色彩，更是承載著無數信息，穿梭於宇宙各處的電磁波。本章將揭示光的本質，以及電磁波傢族的奇妙成員。 我們將從麥剋斯韋方程組開始，這是描述電場和磁場相互作用以及電磁波産生的數學基石。麥剋斯韋預言瞭電磁波的存在，並指齣光就是一種電磁波。我們將探討不同波長的電磁波，它們在光譜上的分布，以及它們各自的特性和應用。從低頻的無綫電波，用於通信和廣播；到可見光，讓我們得以看見世界；再到高頻的X射綫和伽馬射綫，用於醫療成像和天文學研究。 我們將深入瞭解光的傳播特性，包括反射、摺射、衍射和乾涉。這些現象解釋瞭我們為何能看到物體，彩虹的形成，以及激光的奇妙應用。我們還將探討光的量子特性——光子，以及光電效應，這是量子力學發展的早期重要實驗證據。 本章還將涉及磁場的産生和變化，以及電磁感應現象。法拉第的電磁感應定律，解釋瞭如何通過變化的磁場産生電流，這是發電機和變壓器工作的基礎，也是現代電力係統的核心原理。你將瞭解到，我們賴以生存的電力，正是源於這些看似抽象的電磁學原理。 第五章：物質的構成——原子、分子與基本粒子 構成我們身體、周圍環境乃至整個宇宙的，都是由微小的粒子組成的。本章將帶你走入物質的微觀世界，探索原子的結構，分子的形成，以及構成萬物的基本粒子。 我們將從原子的早期模型談起，從盧瑟福的原子核模型，到玻爾的量子模型，再到現代量子力學對原子的描述。你將瞭解到原子內部的構成，包括帶正電的原子核，以及圍繞原子核運動的帶負電的電子。原子核又是由質子和中其中子組成，而質子和中子又是由更基本的粒子——誇剋——組成的。 我們將探討化學鍵的形成，原子如何通過共享或轉移電子而形成穩定的分子。瞭解分子結構的多樣性，以及它們如何決定物質的宏觀性質。我們將初步接觸到有機化學和無機化學中的基本概念，理解水、氧氣、蛋白質等物質的分子構成。 更進一步，我們將深入到基本粒子物理學的領域。你將瞭解到構成物質的更深層粒子，如電子、中微子、誇剋等，以及傳遞力的粒子，如光子、膠子、W和Z玻色子等。我們將初步瞭解粒子物理學的標準模型，以及目前科學傢們正在努力探索的更深層的統一理論，如弦理論。通過對物質基本構成單元的認識，你將對我們所處的世界有一個更根本的理解。 結語：持續的好奇心，永恒的探索 物理學是一門不斷發展的學科，每一次的突破都可能顛覆我們已有的認知，並開啓新的探索領域。從對宇宙起源的猜想，到對生命本質的追尋，物理學的知識滲透到我們生活的方方麵麵。本書所涵蓋的知識，僅僅是物理學海洋中的幾滴水珠，但它們足以展現齣這個學科的博大精深和無窮魅力。 希望通過這段旅程，你能夠激發對科學的濃厚興趣，保持一顆持續好奇的心。去觀察身邊的現象，去思考背後的原理，去追尋那些隱藏在平凡之下的不平凡。物理學的探索永無止境，而你，也可能成為下一位發現者，去揭示宇宙更多的奧秘。讓我們以這份對知識的渴望，繼續在這片廣闊的科學星空中，揚帆遠航。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者是【英】科林·斯圖爾特(Colin Stuart)，這個名字聽起來就有一種嚴謹的科學傢的感覺，但副標題“100個奇妙的物理知識”又透露齣一絲親民和趣味性。我不太喜歡那種過於學術化、充斥著復雜公式的科普讀物，那種會讓我望而卻步。而這本書給我的感覺是，它能夠將那些高深的物理概念，用一種通俗易懂、甚至帶有故事性的方式呈現齣來。我希望它能像一位經驗豐富的嚮導，帶著我穿梭於微觀粒子和宏觀宇宙之間，一點點揭開物理世界的神秘麵紗。我尤其對那些能夠解釋我們日常生活中遇到的物理現象的內容感興趣，比如為什麼我們在黑暗中看不到物體，聲音是如何傳播的，或者為什麼肥皂泡會呈現齣五彩斑斕的顔色。如果這本書能夠把這些習以為常的現象背後的物理原理講得清晰透徹，那絕對是一次非常值得的閱讀體驗。我一直認為，真正的科學教育，不應該隻是灌輸知識，更應該激發探索的欲望，讓我開始思考“為什麼”。我期待這本書能帶給我這樣的啓發，讓我對這個世界産生更多的好奇心和求知欲。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常精美，拿在手裏很有質感，印刷清晰，排版也很舒服，這讓我對接下來的閱讀體驗有瞭很高的期待。我一直認為，一本好的科普書，不僅要有紮實的科學內容，還要有吸引人的呈現方式。而“100個奇妙的物理知識”這個標題，就預示著它會包含許多令人驚嘆的發現和有趣的解釋。我個人對物理學一直保持著濃厚的興趣，但有時覺得接觸到的信息要麼過於零散，要麼就過於專業化，很難形成一個係統的認知。所以我希望這本書能夠提供一個相對完整且有趣的角度來認識物理世界。我特彆期待它能解答一些我從小就有的疑問，比如關於光速的極限、時間旅行的可能性，或者宇宙的盡頭到底在哪裏。我相信，通過這本書，我不僅能學到知識，更能培養一種科學思維方式，學會如何去觀察、去思考、去探究。我已經迫不及待地想翻開它，開始我的這場物理知識的探險之旅瞭。

評分☆☆☆☆☆

看到這本書的封麵，一種想要立刻翻開它一探究竟的衝動就湧上心頭。它給我的第一印象是，裏麵充滿瞭各種令人意想不到的科學解釋，而且會以一種非常容易理解的方式呈現齣來。我一直認為，物理學並不是高高在上的學問，而是與我們生活息息相關的科學。這本書的名字，特彆是“奇妙”二字，讓我對裏麵的內容充滿瞭期待，我相信它一定能顛覆我過去對某些物理現象的認知。我希望在這本書裏，能夠找到一些關於聲音、光、熱等基本物理原理的有趣解讀，也能瞭解到一些關於宇宙、黑洞、量子力學等更具前沿性的知識。我最看重的是這本書能否激發我進一步探索的興趣，讓我不僅能夠理解書本上的知識，更能將這些知識運用到生活中，去發現更多科學的奧秘。我已經準備好，要在這個知識的海洋裏盡情遨遊瞭。

評分☆☆☆☆☆

讀過這本書的封麵，就讓我對裏麵的內容充滿瞭好奇。封麵上那些充滿想象力的圖案和簡潔有力的文字，傳遞齣一種“原來如此”的智慧感，似乎在邀請我去發現隱藏在日常生活中的物理秘密。我一直相信，科學就隱藏在我們身邊，隻是我們平時可能沒有注意到。這本書的標題“100個奇妙的物理知識”恰好滿足瞭我尋找這些秘密的願望。我特彆想瞭解那些能夠解釋自然現象的物理學原理，比如為什麼月亮會有陰晴圓缺，為什麼會有潮汐，或者為什麼會發生地震。我希望這本書能用一種輕鬆有趣的方式，把這些原本可能顯得深奧的概念講得明白透徹，讓我能夠感受到物理學的魅力。我也不排斥一些關於宇宙、粒子等更宏觀或微觀的知識，隻要是能夠讓我驚嘆於宇宙的規律和精妙，我都會很喜歡。這本書對我來說，不僅僅是一本科普讀物，更像是一次探索未知世界的邀請函，讓我能夠以全新的視角去審視我們所處的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計真的太吸引人瞭，簡潔卻充滿科技感，那一串串跳動的公式和星辰點綴，讓人一眼就覺得裏麵一定藏著不少令人驚喜的發現。拿到手裏，沉甸甸的質感也讓人安心，感覺是一本有分量的知識寶藏。我一直對物理世界充滿瞭好奇，總覺得那些看似微不足道的現象背後，都隱藏著深刻的道理。這本書的名字就非常直觀地抓住瞭這一點——“100個奇妙的物理知識”。“奇妙”這個詞就暗示瞭內容不會是枯燥乏味的理論堆砌，而是會用一種有趣、引人入勝的方式來解讀物理學。我特彆期待能在這本書裏找到那些曾經讓我百思不得其解的現象的答案，比如為什麼天空是藍色的，彩虹是如何形成的，甚至是一些更深層次的問題，比如黑洞的奧秘。我平時接觸的物理知識大多來自於學校的課本，雖然紮實，但有時也顯得有些刻闆。所以我迫切地希望這本書能打開一扇新的窗戶，讓我看到物理學更加生動、更加貼近生活的一麵。我已經準備好，要在接下來的時光裏，沉浸在這100個奇妙的物理知識中瞭，相信一定會有不少“啊哈！”的時刻。