概念物理（第10版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

休伊特（Hewitt P.G.） 著

图书标签:

• 物理学
• 概念物理
• 大学教材
• 科学
• 教育
• 物理
• 第10版
• Paul G
• Hewitt
• 科普
• 基础物理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302165699

版次：1

商品编码：10155940

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 国际著名物理图书·影印版系列

开本：16开

出版时间：2008-01-01

用纸：胶版纸

页数：788

正文语种：英语

内容简介

　　一本引人入胜的物理教材。从人们体重的测定到地热的开发，从背越式跳高到潮汐的形成，从人造卫星到大风揭走房顶，从放射性到原子弹、氢弹……内容五花八门，应有尽有，和日常生活、实用技术、自然风光紧密相联，阅读起来兴趣盎然。
　　内容涵盖一般物理学的全部基本内容，文中还恰当地嵌入现代物理的最新进展，阅读之后让人眼界大为开阔。学习本书不需要微积分，全文除几个非常基本的公式外，几乎没有数学公式，但物理念阐述得通俗易懂，是一本“高级科普式的十万个为什么”。

目录

Contents in Detail
Conceptual Physics Photo Album
To the Student
To the Instructor
Acknowledgments
About Science
PART ONE　Mechanics
2 Newtons First Law of Motion-lnertia
3 Linear Motion
4　Newtons Second Law of Motion
5 Newtons Third Law of Motion
6 Momentum
7 Energy
8 Rotational Motion
9 Gravity
10 Projectile and Satellite Motion
PART TWO　Properties of Matter
11 The Atomic Nature of Matter
12 Solids
13 Liquids
14 Gases and Plasmas
PART THREE　Heat
15 Temperature, Heat, and Expansion
16 Heat Transfer
17 Change of Phase
18 Thermodynamics
PAPT FOUR　Sound 361
19 Vibrations and Waves
20 Sound
21 Musical Sounds
PAPT FIVE　Electricity and Magnetism
22 Electrostatics
23 Electric Current
24 Magnetism
25 Electromagnetic Induction
PART SIX　Light
26 Properties of Light
27 Color
28 Reflection and Refraction
29 Light Waves
30 Light Emission
31 Light Quanta
PART SEVEN　Atomic and Nuclear Physics
32 The Atom and the Quantum
33 The Atomic Nucleus and Radioactivity
34 Nuclear Fission and Fusion
PART EIGHT　Relativity
35 Special Theory of Relativity
36 General Theory of Relativity
Epilogue
Appendix A Systems of Measurement
Appendix B More About Motion
Appendix C Graphing
Appendix D More About Vectors
Appendix E Exponential Growth and Doubling Time
Glossary
Photo Credits
Index

前言/序言

空间与时间的几何编织：一本关于引力的非凡旅程 图书名称： 时空之镜：广义相对论与宇宙的形态 图书简介： 本书带领读者踏入爱因斯坦广义相对论的深邃殿堂，这是一部革命性的理论，彻底重塑了我们对引力、空间和时间的根本理解。不同于将引力视为一种瞬时作用的力，广义相对论描绘了一幅宏伟的图景：引力是物质和能量对四维时空几何结构的弯曲所产生的效应。 第一部分：欧几里得的告别与黎曼的登场 本书的开篇将从牛顿经典力学对引力的描述出发，简要回顾其在低速、弱场条件下的巨大成功，并指出其在高速和强引力场中的局限性——尤其是超光速传播的假设与狭义相对论的冲突。随后，我们将深入探讨数学工具的演进，这是理解广义相对论的基石。 我们将详细介绍非欧几里得几何学，特别是伯恩哈德·黎曼开创的黎曼几何。读者将学习到张量分析的基础知识，理解协变导数、测地线和黎曼曲率张量在描述弯曲空间中的核心作用。我们将清晰阐释度规张量（Metric Tensor）如何充当“几何尺”，测量时空中任意两点间的距离和时间间隔。这部分内容旨在为读者构建一个坚实的数学框架，使得后续对物理定律的理解不再依赖于抽象的直觉，而是根植于精确的几何描述。 第二部分：引力的几何化——爱因斯坦场方程的解读 核心部分将聚焦于爱因斯坦场方程（Einstein Field Equations, EFE）。我们将逐一剖析这个张量方程的每一项：左侧的爱因斯坦张量（$G_{mu u}$），它描述了时空的几何属性（曲率）；右侧的应力-能量张量（$T_{mu u}$），它描述了物质和能量的分布和流动。我们将用通俗易懂的方式解释“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动”这一核心思想。 我们不会停留于纯粹的数学推导，而是将重点放在对方程解的物理意义的解读上。例如，我们将分析牛顿极限，展示当引力场足够弱、速度远低于光速时，爱因斯坦场方程如何自然地退化回牛顿的万有引力定律，证明广义相对论对经典物理的包容性。 第三部分：时空的经典测试与奇特的解 本书精心挑选了几个关键的、可观测的广义相对论效应作为理论的验证： 1. 水星近日点的进动： 详述了牛顿理论无法解释的水星轨道异常，以及广义相对论如何精确计算出这多出的每世纪43角秒的进动，这是对该理论的第一个强有力的实验证据。 2. 光线的弯曲（引力透镜效应）： 深入探讨了光线在经过大质量物体（如太阳）附近时路径发生偏折的机制。我们将详细分析爱丁顿爵士在1919年日食观测中的开创性工作，以及现代引力透镜技术在宇宙学中的应用，如何帮助我们观测遥远的星系和暗物质的分布。 3. 引力红移： 解释了光子在爬出引力势阱时能量损失的现象，这与地面上的高精度原子钟实验（如庞德-雷布卡实验）的结果相符。 在探讨解的方面，我们将介绍一些具有里程碑意义的精确解： 史瓦西解（Schwarzschild Solution）： 这是对真空球对称静止星体周围时空的最简单描述。我们将详细分析史瓦西半径的概念，并深入探讨黑洞的结构，包括事件视界和奇点。本书将讨论黑洞的“无毛定理”，以及它们作为宇宙中最极端引力场的物理意义。 克尔解（Kerr Solution）： 针对旋转黑洞的解，引入了能层（Ergosphere）的概念，解释了旋转如何影响周围时空，以及可能存在的“能层提取”过程。 第四部分：宇宙学的尺度与动态时空 我们将视野从单个星体扩展到整个宇宙。广义相对论为现代宇宙学提供了动态框架。我们将讨论弗里德曼方程，这些方程是从爱因斯坦场方程在均匀、各向同性假设下推导出来的，它们描述了宇宙尺度的膨胀或收缩。读者将了解大爆炸模型的建立过程，以及红移观测与宇宙膨胀速度之间的关系。 此外，本书还将涵盖引力波这一时空涟漪的理论预测和LIGO/Virgo探测器的实验证实。我们将生动地描述引力波的产生机制——由高速运动的大质量物体（如双黑洞并合）引起——以及它们携带的关于极端宇宙事件的关键信息。 第五部分：前沿与挑战 最后，本书展望了广义相对论在21世纪面临的理论前沿和未解之谜。我们将讨论量子引力问题的必要性，即如何将描述宏观时空的广义相对论与描述微观粒子的量子场论统一起来。书中将适度介绍弦理论和圈量子引力等尝试性框架，并探讨暗物质和暗能量在修正或扩展现有引力理论方面的作用。 通过严谨的逻辑和丰富的历史背景，《时空之镜》旨在为对宇宙终极规律感兴趣的读者提供一个全面、深刻且引人入胜的指南，揭示我们所栖居的时空并非僵硬的背景，而是一个由物质和能量塑造的、充满活力的实体。

评分☆☆☆☆☆

这本书在现实世界应用方面的案例分析做得非常出色，它成功地将抽象的物理学原理与我们日常生活中的各种现象和技术联系起来。我常常在阅读某个章节时，会突然发现书中提到的物理概念原来就是我生活中某个熟悉事物的解释。比如，在讲到流体力学的时候，它不仅仅介绍了伯努利原理，还详细分析了飞机如何产生升力、赛车如何利用空气动力学提高性能，甚至还探讨了我们平时洗澡时淋浴头出水方式的科学原理。这种“理论联系实际”的学习方式，极大地激发了我学习物理学的兴趣，让我觉得物理学不再是实验室里枯燥的公式，而是遍布我们生活的“看不见的手”。我特别喜欢它在介绍光学时，对数码相机成像原理、望远镜和显微镜的工作方式的讲解，这些都是我们日常生活中经常接触到的技术，通过物理学的角度去理解它们，让我感到非常新奇和有趣。我还发现书中对能源相关话题的探讨，比如可再生能源的发电原理和效率，也相当深入，这让我对未来的能源发展有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对一些棘手概念的处理上，真是独具匠心。我过去总是在某些物理理论上感觉云里雾里，但这本书通过一些巧妙的类比和思想实验，让我茅塞顿开。例如，在解释量子力学中的叠加态和不确定性原理时，它没有直接抛出复杂的数学公式，而是用一个生动的“薛定谔的猫”的思想实验，配合形象的插图，让读者对这些反直觉的现象有了初步的感知。我之前对量子力学一直感到很困惑，觉得它完全不符合我们日常的经验，但通过这本书的讲解，我开始能够理解为什么会有这样的理论，以及它在描述微观世界时为何如此必要。另外，书中对相对论的讲解也让我印象深刻。它通过一些巧妙的时间膨胀和长度收缩的设想，比如双生子悖论，让我们对时间和空间不再是绝对的概念有了更深刻的认识。总的来说，这本书在化繁为简，将复杂的物理概念以一种易于理解和接受的方式呈现出来方面，做得非常出色，这对于我这样基础相对薄弱的学习者来说，实在是太宝贵了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图质量真是令人惊叹！那些三维的粒子模拟图、复杂的力场可视化，还有那些精美的实验装置照片，都极大地提升了阅读体验。我常常会花上好几分钟，仅仅是盯着一张图看，然后试图去理解图中所描绘的物理概念。尤其是关于波动的章节，书中对海浪、声波和光波的描绘，用非常直观的图示来解释它们是如何相互干涉、衍射的，这比我以前看过的任何教科书都要清晰。我还特别喜欢书中对天体物理学部分插图的处理，比如黑洞吸积盘的动态模拟，那种视觉冲击力简直是无与伦比。有时候，我甚至会怀疑这本书是不是更多的是一本物理学图集，因为那些图片实在太出色了。它们不仅仅是装饰，而是真正地帮助我建立起对抽象概念的直观认识。我记得有一张关于霍金辐射的示意图，用颜色和线条的流动来表示能量的传递和粒子的产生，我看了好几遍才完全理解。这种图形化的语言，对于那些不擅长纯文字描述的学生来说，绝对是福音。而且，排版也相当用心，文字和图片的位置安排得很合理，不会显得拥挤或者分散注意力。我真的很期待接下来会看到什么样的视觉盛宴。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的学习支持系统做得非常到位，这极大地帮助我克服了学习过程中的障碍。除了章末的大量习题，它还提供了一些非常实用的学习工具。我尤其喜欢它在每章开头都会列出的“学习目标”，这让我能够清晰地知道本章需要掌握的重点是什么，避免了盲目学习。更重要的是，书中对一些关键概念的解释，还会引用历史上的物理学家是如何一步步探索和发现的，这让我感觉自己仿佛置身于科学发展的长河之中，而不是孤立地学习某个知识点。我记得在讲解电磁感应的时候，书中详细描述了法拉第是如何通过一系列实验发现电磁感应现象的，这种叙述方式比单纯的公式记忆要有趣得多。此外，书中还会推荐一些相关的拓展阅读材料和在线资源，这为我提供了进一步深入学习的途径。偶尔遇到实在难以理解的地方，我还会尝试去书中提到的那些资源寻找答案，这让我感觉学习不是一个人的战斗，而是有整个科学界作为我的后盾。

评分☆☆☆☆☆

这本教材在理论深度和广度上都做得相当扎实，涵盖了从经典力学到量子力学的各个重要领域，而且内容组织得非常有逻辑性。我尤其欣赏它在引入新概念时，总会先从一些熟悉的现象出发，然后逐步引导读者去理解背后的深层原理。例如，在讲解牛顿运动定律时，它并没有直接给出公式，而是先从物体运动状态的改变入手，通过观察日常生活中各种物体的运动，引申出惯性、力和加速度的概念，最后才系统地梳理出三条定律。这种由浅入深、循序渐进的学习路径，让我觉得学习过程不是被动的接受，而是主动的探索。书中对数学推导的处理也恰到好处，既保留了必要的严谨性，又不会让非数学专业背景的读者感到望而却步。它会适时地解释推导过程中的关键步骤，并说明这些步骤的物理意义，而不是简单地罗列公式。我特别喜欢它在每一章的末尾都附带了大量的习题，从概念性的理解题到需要复杂计算的应用题，种类繁多，难度也各不相同，这为我巩固知识提供了极大的便利。我每天都会花一些时间来完成这些习题，感觉知识点掌握得越来越牢固。