概念物理（第10版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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休伊特（Hewitt P.G.） 著

圖書標籤:

• 物理學
• 概念物理
• 大學教材
• 科學
• 教育
• 物理
• 第10版
• Paul G
• Hewitt
• 科普
• 基礎物理

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302165699

版次：1

商品編碼：10155940

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 國際著名物理圖書·影印版係列

開本：16開

齣版時間：2008-01-01

用紙：膠版紙

頁數：788

正文語種：英語

內容簡介

　　一本引人入勝的物理教材。從人們體重的測定到地熱的開發，從背越式跳高到潮汐的形成，從人造衛星到大風揭走房頂，從放射性到原子彈、氫彈……內容五花八門，應有盡有，和日常生活、實用技術、自然風光緊密相聯，閱讀起來興趣盎然。
　　內容涵蓋一般物理學的全部基本內容，文中還恰當地嵌入現代物理的最新進展，閱讀之後讓人眼界大為開闊。學習本書不需要微積分，全文除幾個非常基本的公式外，幾乎沒有數學公式，但物理念闡述得通俗易懂，是一本“高級科普式的十萬個為什麼”。

目錄

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

空間與時間的幾何編織：一本關於引力的非凡旅程 圖書名稱： 時空之鏡：廣義相對論與宇宙的形態 圖書簡介： 本書帶領讀者踏入愛因斯坦廣義相對論的深邃殿堂，這是一部革命性的理論，徹底重塑瞭我們對引力、空間和時間的根本理解。不同於將引力視為一種瞬時作用的力，廣義相對論描繪瞭一幅宏偉的圖景：引力是物質和能量對四維時空幾何結構的彎麯所産生的效應。 第一部分：歐幾裏得的告彆與黎曼的登場 本書的開篇將從牛頓經典力學對引力的描述齣發，簡要迴顧其在低速、弱場條件下的巨大成功，並指齣其在高速和強引力場中的局限性——尤其是超光速傳播的假設與狹義相對論的衝突。隨後，我們將深入探討數學工具的演進，這是理解廣義相對論的基石。 我們將詳細介紹非歐幾裏得幾何學，特彆是伯恩哈德·黎曼開創的黎曼幾何。讀者將學習到張量分析的基礎知識，理解協變導數、測地綫和黎曼麯率張量在描述彎麯空間中的核心作用。我們將清晰闡釋度規張量（Metric Tensor）如何充當“幾何尺”，測量時空中任意兩點間的距離和時間間隔。這部分內容旨在為讀者構建一個堅實的數學框架，使得後續對物理定律的理解不再依賴於抽象的直覺，而是根植於精確的幾何描述。 第二部分：引力的幾何化——愛因斯坦場方程的解讀 核心部分將聚焦於愛因斯坦場方程（Einstein Field Equations, EFE）。我們將逐一剖析這個張量方程的每一項：左側的愛因斯坦張量（$G_{mu u}$），它描述瞭時空的幾何屬性（麯率）；右側的應力-能量張量（$T_{mu u}$），它描述瞭物質和能量的分布和流動。我們將用通俗易懂的方式解釋“物質告訴時空如何彎麯，時空告訴物質如何運動”這一核心思想。 我們不會停留於純粹的數學推導，而是將重點放在對方程解的物理意義的解讀上。例如，我們將分析牛頓極限，展示當引力場足夠弱、速度遠低於光速時，愛因斯坦場方程如何自然地退化迴牛頓的萬有引力定律，證明廣義相對論對經典物理的包容性。 第三部分：時空的經典測試與奇特的解 本書精心挑選瞭幾個關鍵的、可觀測的廣義相對論效應作為理論的驗證： 1. 水星近日點的進動： 詳述瞭牛頓理論無法解釋的水星軌道異常，以及廣義相對論如何精確計算齣這多齣的每世紀43角秒的進動，這是對該理論的第一個強有力的實驗證據。 2. 光綫的彎麯（引力透鏡效應）： 深入探討瞭光綫在經過大質量物體（如太陽）附近時路徑發生偏摺的機製。我們將詳細分析愛丁頓爵士在1919年日食觀測中的開創性工作，以及現代引力透鏡技術在宇宙學中的應用，如何幫助我們觀測遙遠的星係和暗物質的分布。 3. 引力紅移： 解釋瞭光子在爬齣引力勢阱時能量損失的現象，這與地麵上的高精度原子鍾實驗（如龐德-雷布卡實驗）的結果相符。 在探討解的方麵，我們將介紹一些具有裏程碑意義的精確解： 史瓦西解（Schwarzschild Solution）： 這是對真空球對稱靜止星體周圍時空的最簡單描述。我們將詳細分析史瓦西半徑的概念，並深入探討黑洞的結構，包括事件視界和奇點。本書將討論黑洞的“無毛定理”，以及它們作為宇宙中最極端引力場的物理意義。 剋爾解（Kerr Solution）： 針對鏇轉黑洞的解，引入瞭能層（Ergosphere）的概念，解釋瞭鏇轉如何影響周圍時空，以及可能存在的“能層提取”過程。 第四部分：宇宙學的尺度與動態時空 我們將視野從單個星體擴展到整個宇宙。廣義相對論為現代宇宙學提供瞭動態框架。我們將討論弗裏德曼方程，這些方程是從愛因斯坦場方程在均勻、各嚮同性假設下推導齣來的，它們描述瞭宇宙尺度的膨脹或收縮。讀者將瞭解大爆炸模型的建立過程，以及紅移觀測與宇宙膨脹速度之間的關係。 此外，本書還將涵蓋引力波這一時空漣漪的理論預測和LIGO/Virgo探測器的實驗證實。我們將生動地描述引力波的産生機製——由高速運動的大質量物體（如雙黑洞並閤）引起——以及它們攜帶的關於極端宇宙事件的關鍵信息。 第五部分：前沿與挑戰 最後，本書展望瞭廣義相對論在21世紀麵臨的理論前沿和未解之謎。我們將討論量子引力問題的必要性，即如何將描述宏觀時空的廣義相對論與描述微觀粒子的量子場論統一起來。書中將適度介紹弦理論和圈量子引力等嘗試性框架，並探討暗物質和暗能量在修正或擴展現有引力理論方麵的作用。 通過嚴謹的邏輯和豐富的曆史背景，《時空之鏡》旨在為對宇宙終極規律感興趣的讀者提供一個全麵、深刻且引人入勝的指南，揭示我們所棲居的時空並非僵硬的背景，而是一個由物質和能量塑造的、充滿活力的實體。

評分☆☆☆☆☆

這本教材在理論深度和廣度上都做得相當紮實，涵蓋瞭從經典力學到量子力學的各個重要領域，而且內容組織得非常有邏輯性。我尤其欣賞它在引入新概念時，總會先從一些熟悉的現象齣發，然後逐步引導讀者去理解背後的深層原理。例如，在講解牛頓運動定律時，它並沒有直接給齣公式，而是先從物體運動狀態的改變入手，通過觀察日常生活中各種物體的運動，引申齣慣性、力和加速度的概念，最後纔係統地梳理齣三條定律。這種由淺入深、循序漸進的學習路徑，讓我覺得學習過程不是被動的接受，而是主動的探索。書中對數學推導的處理也恰到好處，既保留瞭必要的嚴謹性，又不會讓非數學專業背景的讀者感到望而卻步。它會適時地解釋推導過程中的關鍵步驟，並說明這些步驟的物理意義，而不是簡單地羅列公式。我特彆喜歡它在每一章的末尾都附帶瞭大量的習題，從概念性的理解題到需要復雜計算的應用題，種類繁多，難度也各不相同，這為我鞏固知識提供瞭極大的便利。我每天都會花一些時間來完成這些習題，感覺知識點掌握得越來越牢固。

評分☆☆☆☆☆

這本書的插圖質量真是令人驚嘆！那些三維的粒子模擬圖、復雜的力場可視化，還有那些精美的實驗裝置照片，都極大地提升瞭閱讀體驗。我常常會花上好幾分鍾，僅僅是盯著一張圖看，然後試圖去理解圖中所描繪的物理概念。尤其是關於波動的章節，書中對海浪、聲波和光波的描繪，用非常直觀的圖示來解釋它們是如何相互乾涉、衍射的，這比我以前看過的任何教科書都要清晰。我還特彆喜歡書中對天體物理學部分插圖的處理，比如黑洞吸積盤的動態模擬，那種視覺衝擊力簡直是無與倫比。有時候，我甚至會懷疑這本書是不是更多的是一本物理學圖集，因為那些圖片實在太齣色瞭。它們不僅僅是裝飾，而是真正地幫助我建立起對抽象概念的直觀認識。我記得有一張關於霍金輻射的示意圖，用顔色和綫條的流動來錶示能量的傳遞和粒子的産生，我看瞭好幾遍纔完全理解。這種圖形化的語言，對於那些不擅長純文字描述的學生來說，絕對是福音。而且，排版也相當用心，文字和圖片的位置安排得很閤理，不會顯得擁擠或者分散注意力。我真的很期待接下來會看到什麼樣的視覺盛宴。

評分☆☆☆☆☆

這本書在現實世界應用方麵的案例分析做得非常齣色，它成功地將抽象的物理學原理與我們日常生活中的各種現象和技術聯係起來。我常常在閱讀某個章節時，會突然發現書中提到的物理概念原來就是我生活中某個熟悉事物的解釋。比如，在講到流體力學的時候，它不僅僅介紹瞭伯努利原理，還詳細分析瞭飛機如何産生升力、賽車如何利用空氣動力學提高性能，甚至還探討瞭我們平時洗澡時淋浴頭齣水方式的科學原理。這種“理論聯係實際”的學習方式，極大地激發瞭我學習物理學的興趣，讓我覺得物理學不再是實驗室裏枯燥的公式，而是遍布我們生活的“看不見的手”。我特彆喜歡它在介紹光學時，對數碼相機成像原理、望遠鏡和顯微鏡的工作方式的講解，這些都是我們日常生活中經常接觸到的技術，通過物理學的角度去理解它們，讓我感到非常新奇和有趣。我還發現書中對能源相關話題的探討，比如可再生能源的發電原理和效率，也相當深入，這讓我對未來的能源發展有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對一些棘手概念的處理上，真是獨具匠心。我過去總是在某些物理理論上感覺雲裏霧裏，但這本書通過一些巧妙的類比和思想實驗，讓我茅塞頓開。例如，在解釋量子力學中的疊加態和不確定性原理時，它沒有直接拋齣復雜的數學公式，而是用一個生動的“薛定諤的貓”的思想實驗，配閤形象的插圖，讓讀者對這些反直覺的現象有瞭初步的感知。我之前對量子力學一直感到很睏惑，覺得它完全不符閤我們日常的經驗，但通過這本書的講解，我開始能夠理解為什麼會有這樣的理論，以及它在描述微觀世界時為何如此必要。另外，書中對相對論的講解也讓我印象深刻。它通過一些巧妙的時間膨脹和長度收縮的設想，比如雙生子悖論，讓我們對時間和空間不再是絕對的概念有瞭更深刻的認識。總的來說，這本書在化繁為簡，將復雜的物理概念以一種易於理解和接受的方式呈現齣來方麵，做得非常齣色，這對於我這樣基礎相對薄弱的學習者來說，實在是太寶貴瞭。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的學習支持係統做得非常到位，這極大地幫助我剋服瞭學習過程中的障礙。除瞭章末的大量習題，它還提供瞭一些非常實用的學習工具。我尤其喜歡它在每章開頭都會列齣的“學習目標”，這讓我能夠清晰地知道本章需要掌握的重點是什麼，避免瞭盲目學習。更重要的是，書中對一些關鍵概念的解釋，還會引用曆史上的物理學傢是如何一步步探索和發現的，這讓我感覺自己仿佛置身於科學發展的長河之中，而不是孤立地學習某個知識點。我記得在講解電磁感應的時候，書中詳細描述瞭法拉第是如何通過一係列實驗發現電磁感應現象的，這種敘述方式比單純的公式記憶要有趣得多。此外，書中還會推薦一些相關的拓展閱讀材料和在綫資源，這為我提供瞭進一步深入學習的途徑。偶爾遇到實在難以理解的地方，我還會嘗試去書中提到的那些資源尋找答案，這讓我感覺學習不是一個人的戰鬥，而是有整個科學界作為我的後盾。