全新正版 100个奇妙的物理知识 【英】科林·斯图尔特(Colin Stuart) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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【英】科林·斯图尔特Colin Stuart 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115421197

商品编码：29522673966

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：全新正版 100个奇妙的物理知识

定价：39.00元

作者：【英】科林·斯图尔特(Colin Stuart)

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787115421197

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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数学是科学的语言，而数字则是物理学的核心。理解了数字，你就可以更好地理解物理学。从zui小的数字普朗克时间（5.39×10-44秒）一直到非常大量级的数字1×10500（弦理论中可能的配置总数），《100个奇妙的物理知识》通过100个有趣的数字，探讨了物理学中奇妙而又重要的知识。

内容提要

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物理学是现代科学的基础，它尝试解释宇宙中重大的问题。本书通过100个关键数字，详细介绍了现代物理学的主要方面和前沿问题，内容既包括原子内部的运动机制，也包括星系的运动，还涉及黑洞、暗物质、暗能量、弦理论等新研究进展。读者通过阅读本书，可以快速了解现代物理学的脉络和当前研究的热点问题。

目录

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前言 8

5.39 ×10-44 普朗克时间 (s) 10

1.62 ×10-35 普朗克长度 (m) 11

6.63 ×10-34 普朗克常数 (J s) 12

~3 ×10-34 一个飞行中的网球的波长 (m) 14

9.11 ×10-31 电子的质量 (kg) 16

1.6726 ×10-27 质子的质量 (kg) 17

1.6749 ×10-27 中子的质量 (kg) 18

8.51 ×10-27 宇宙的密度 (kg/m3) 19

3 ×10-25 W和Z玻色子的平均寿命 (s) 20

1.38 ×10-23 玻尔兹曼常数 (J/K) 21

1.60 ×10-19 元电荷 (C) 22

1 ×10-18 理想的实验室真空密度 (kg/m3) 23

8 ×10-15 原子核的平均尺寸 (m) 24

8.85 ×10-12 自由空间的介电常数 26

5.29 ×10-11 玻尔半径 (m) 27

6.67 ×10-11 万有引力常数 (Nm2/kg2) 28

1 ×10-10 史上低的温度 (K) 30

1 ×10-8 CERN产生的反物质的量 (g) 32

5.67 ×10-8 斯蒂芬-玻尔兹曼常数 36

4 ×10-7 蓝色可见光的波长 (m) 37

7 ×10-7 红色可见光的波长 (m) 38

1.26 ×10-6 自由空间的磁导率 (N/A2) 39

6.5 ×10-5 地球的磁场强度 (T) 40

1.7 ×10-3 地球自转放慢的速度 (秒/百年) 42

-273.15 零度 (℃) 44

-1/3 下夸克、奇夸克和底夸克的电荷量 (e—元电荷) 46

0 光子的静止质量 (kg) 47

0.007 氢聚变的效率 48

1/137 (约0.0073) 精细结构常数 50

0.01 水的三相点温度 (℃) 51

0.02 谢尔盖·克里卡廖夫经历的时间膨胀 (s) 52

2/3 上夸克、粲夸克和顶夸克的电荷量 (e—元电荷) 54

1 石墨烯的厚度 (原子) 55

1.4 钱德拉塞卡极限 (太阳质量) 56

2.7 宇宙微波背景温度 (K) 58

2.71... 欧拉数 62

3 中微子味 63

3 牛顿物理运动定律

作者介绍

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科林·斯图尔特（Colin Stuart），英国皇家天文学会会员，知名科学传播人。他在天体物理学普及方面做了大量工作，长期为英国广播公司《焦点》杂志、《宇宙杂志》、英国《卫报》、《新科学家》杂志、《夜空杂志》、《泰晤士高等教育》、欧洲航天局、英国物理学会、伦敦数学学会等撰写文章。

文摘

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序言

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探索宇宙的奥秘：一段跨越时空的科学旅程 在浩瀚的宇宙深处，隐藏着无数令人着迷的秘密，等待着我们去揭开。从微观世界的奇妙粒子，到宏观宇宙的壮丽景象，物理学以其独特的视角，为我们描绘出一幅幅令人惊叹的画卷。这本书将带你踏上一段非凡的科学旅程，去探索那些隐藏在日常现象背后的深层原理，去领略那些颠覆我们认知的物理定律。 第一章：时空的涟漪——相对论的奇妙世界 爱因斯坦的相对论，如同一颗璀璨的明珠，照亮了物理学的天空。它颠覆了牛顿力学的时空观，将时间和空间视为相互关联的统一体。想象一下，当你乘坐一艘以接近光速飞行的飞船时，你会发现时间在你身上流逝得比地球上的人慢得多。这就是时间膨胀效应，是狭义相对论的核心预言之一。而广义相对论则进一步揭示了引力并非一种“力”，而是时空弯曲的表现。巨大的质量会扭曲周围的时空，就像一个保龄球放在一张拉伸的床单上，会使其凹陷一样。正是这种时空的弯曲，决定了行星的运行轨迹，也使得光线在经过大质量天体时会发生偏折。 我们将在本章中深入探讨相对论的几个关键概念。我们将理解质能等价原理——爱因斯坦最著名的方程 E=mc²，它揭示了质量和能量之间惊人的转换关系。这一点在核能的产生以及恒星的能量来源上有着至关重要的意义。我们还将探讨黑洞的存在，这些宇宙中最神秘的天体，其引力之强大，连光也无法逃脱。我们将了解黑洞的形成过程，它们的视界，以及它们对周围时空产生的深刻影响。通过生动形象的例子和深入浅出的讲解，你将能初步领略到相对论所描绘的那个充满无限可能的时空图景。 第二章：量子之舞——微观世界的奇幻法则 如果说相对论描绘的是宏观宇宙的宏伟画卷，那么量子力学则带领我们深入到物质最微小的构成单元——原子和亚原子粒子的世界。在这里，我们熟悉的经典物理学定律似乎失效了，取而代之的是一系列令人费解却又无比精确的量子法则。 我们将从量子叠加态开始。想象一个硬币，在被抛出去之前，它既不是正面也不是反面，而是处于一种“既正又反”的叠加状态。只有当我们观察它时，它才会随机地“坍缩”成一个确定的状态。这就是量子叠加，是量子计算机得以实现的基础。接着，我们将触及量子纠缠。两个处于纠缠状态的粒子，无论相距多远，它们的状态都是相互关联的。当你测量其中一个粒子的状态时，另一个粒子的状态也会瞬间确定，仿佛它们之间存在着某种超越时空的“心灵感应”。这种奇特的现象，曾让爱因斯坦感到困惑，并称之为“鬼魅般的超距作用”。 本章还将探讨量子隧穿效应。在经典物理学中，一个粒子如果能量不足以越过一个势垒，它就无法穿过。但在量子世界中，粒子却有一定几率“隧穿”过去，就像一个幽灵穿过墙壁一样。这一效应在扫描隧道显微镜、半导体制造以及核聚变等领域都有着重要的应用。我们还将初步了解波粒二象性，即微观粒子既表现出波的性质，也表现出粒子的性质。一个电子，有时像一颗颗的粒子，有时又像一圈圈的波，这种矛盾的统一，正是量子世界的魅力所在。通过对这些量子现象的探索，你将重新认识物质的本质，并为这个充满不确定性和概率性的微观世界所震撼。 第三章：能量的秘密——从热力学到宇宙的未来 能量，作为宇宙中最基本的存在形式之一，驱动着一切的运行。从微小的分子振动，到庞大的星系碰撞，都离不开能量的转化和传递。本章将带领你探索能量的奥秘，从最基本的物理概念出发，逐步深入到宇宙的宏大叙事。 我们将从热力学的基本定律开始。热力学第一定律，即能量守恒定律，告诉我们能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。热力学第二定律，则引入了“熵”的概念，它表明在一个孤立系统中，熵总是倾向于增加，这意味着系统的无序程度在不断增加，能量的可用性也在不断降低。这一定律对于理解自然过程的方向性，以及宇宙的最终命运，至关重要。 我们将探讨不同形式的能量，如动能、势能、热能、电能、磁能以及核能。了解它们之间的相互转化，以及它们在日常生活和科学技术中的应用。例如，内燃机如何将化学能转化为动能，发电机如何将机械能转化为电能，以及核电站如何利用核裂变释放出巨大的能量。 更进一步，我们将把目光投向宇宙的未来。根据热力学第二定律，宇宙的熵在不断增加，能量的可用性也在逐渐减少。这是否意味着宇宙最终将走向“热寂”，即所有能量均匀分布，一切活动都停止？或者，宇宙是否存在其他更复杂的演化路径？我们将讨论关于宇宙膨胀、暗能量以及宇宙终极命运的最新科学猜想，让你对我们所处的这个宇宙有一个更宏观、更深刻的认识。 第四章：光的旅程——电磁波的无垠世界 光，是连接我们与世界的桥梁。它不仅让我们看见缤纷的色彩，更是承载着无数信息，穿梭于宇宙各处的电磁波。本章将揭示光的本质，以及电磁波家族的奇妙成员。 我们将从麦克斯韦方程组开始，这是描述电场和磁场相互作用以及电磁波产生的数学基石。麦克斯韦预言了电磁波的存在，并指出光就是一种电磁波。我们将探讨不同波长的电磁波，它们在光谱上的分布，以及它们各自的特性和应用。从低频的无线电波，用于通信和广播；到可见光，让我们得以看见世界；再到高频的X射线和伽马射线，用于医疗成像和天文学研究。 我们将深入了解光的传播特性，包括反射、折射、衍射和干涉。这些现象解释了我们为何能看到物体，彩虹的形成，以及激光的奇妙应用。我们还将探讨光的量子特性——光子，以及光电效应，这是量子力学发展的早期重要实验证据。 本章还将涉及磁场的产生和变化，以及电磁感应现象。法拉第的电磁感应定律，解释了如何通过变化的磁场产生电流，这是发电机和变压器工作的基础，也是现代电力系统的核心原理。你将了解到，我们赖以生存的电力，正是源于这些看似抽象的电磁学原理。 第五章：物质的构成——原子、分子与基本粒子 构成我们身体、周围环境乃至整个宇宙的，都是由微小的粒子组成的。本章将带你走入物质的微观世界，探索原子的结构，分子的形成，以及构成万物的基本粒子。 我们将从原子的早期模型谈起，从卢瑟福的原子核模型，到玻尔的量子模型，再到现代量子力学对原子的描述。你将了解到原子内部的构成，包括带正电的原子核，以及围绕原子核运动的带负电的电子。原子核又是由质子和中其中子组成，而质子和中子又是由更基本的粒子——夸克——组成的。 我们将探讨化学键的形成，原子如何通过共享或转移电子而形成稳定的分子。了解分子结构的多样性，以及它们如何决定物质的宏观性质。我们将初步接触到有机化学和无机化学中的基本概念，理解水、氧气、蛋白质等物质的分子构成。 更进一步，我们将深入到基本粒子物理学的领域。你将了解到构成物质的更深层粒子，如电子、中微子、夸克等，以及传递力的粒子，如光子、胶子、W和Z玻色子等。我们将初步了解粒子物理学的标准模型，以及目前科学家们正在努力探索的更深层的统一理论，如弦理论。通过对物质基本构成单元的认识，你将对我们所处的世界有一个更根本的理解。 结语：持续的好奇心，永恒的探索 物理学是一门不断发展的学科，每一次的突破都可能颠覆我们已有的认知，并开启新的探索领域。从对宇宙起源的猜想，到对生命本质的追寻，物理学的知识渗透到我们生活的方方面面。本书所涵盖的知识，仅仅是物理学海洋中的几滴水珠，但它们足以展现出这个学科的博大精深和无穷魅力。 希望通过这段旅程，你能够激发对科学的浓厚兴趣，保持一颗持续好奇的心。去观察身边的现象，去思考背后的原理，去追寻那些隐藏在平凡之下的不平凡。物理学的探索永无止境，而你，也可能成为下一位发现者，去揭示宇宙更多的奥秘。让我们以这份对知识的渴望，继续在这片广阔的科学星空中，扬帆远航。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真的太吸引人了，简洁却充满科技感，那一串串跳动的公式和星辰点缀，让人一眼就觉得里面一定藏着不少令人惊喜的发现。拿到手里，沉甸甸的质感也让人安心，感觉是一本有分量的知识宝藏。我一直对物理世界充满了好奇，总觉得那些看似微不足道的现象背后，都隐藏着深刻的道理。这本书的名字就非常直观地抓住了这一点——“100个奇妙的物理知识”。“奇妙”这个词就暗示了内容不会是枯燥乏味的理论堆砌，而是会用一种有趣、引人入胜的方式来解读物理学。我特别期待能在这本书里找到那些曾经让我百思不得其解的现象的答案，比如为什么天空是蓝色的，彩虹是如何形成的，甚至是一些更深层次的问题，比如黑洞的奥秘。我平时接触的物理知识大多来自于学校的课本，虽然扎实，但有时也显得有些刻板。所以我迫切地希望这本书能打开一扇新的窗户，让我看到物理学更加生动、更加贴近生活的一面。我已经准备好，要在接下来的时光里，沉浸在这100个奇妙的物理知识中了，相信一定会有不少“啊哈！”的时刻。

评分☆☆☆☆☆

看到这本书的封面，一种想要立刻翻开它一探究竟的冲动就涌上心头。它给我的第一印象是，里面充满了各种令人意想不到的科学解释，而且会以一种非常容易理解的方式呈现出来。我一直认为，物理学并不是高高在上的学问，而是与我们生活息息相关的科学。这本书的名字，特别是“奇妙”二字，让我对里面的内容充满了期待，我相信它一定能颠覆我过去对某些物理现象的认知。我希望在这本书里，能够找到一些关于声音、光、热等基本物理原理的有趣解读，也能了解到一些关于宇宙、黑洞、量子力学等更具前沿性的知识。我最看重的是这本书能否激发我进一步探索的兴趣，让我不仅能够理解书本上的知识，更能将这些知识运用到生活中，去发现更多科学的奥秘。我已经准备好，要在这个知识的海洋里尽情遨游了。

评分☆☆☆☆☆

读过这本书的封面，就让我对里面的内容充满了好奇。封面上那些充满想象力的图案和简洁有力的文字，传递出一种“原来如此”的智慧感，似乎在邀请我去发现隐藏在日常生活中的物理秘密。我一直相信，科学就隐藏在我们身边，只是我们平时可能没有注意到。这本书的标题“100个奇妙的物理知识”恰好满足了我寻找这些秘密的愿望。我特别想了解那些能够解释自然现象的物理学原理，比如为什么月亮会有阴晴圆缺，为什么会有潮汐，或者为什么会发生地震。我希望这本书能用一种轻松有趣的方式，把这些原本可能显得深奥的概念讲得明白透彻，让我能够感受到物理学的魅力。我也不排斥一些关于宇宙、粒子等更宏观或微观的知识，只要是能够让我惊叹于宇宙的规律和精妙，我都会很喜欢。这本书对我来说，不仅仅是一本科普读物，更像是一次探索未知世界的邀请函，让我能够以全新的视角去审视我们所处的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常精美，拿在手里很有质感，印刷清晰，排版也很舒服，这让我对接下来的阅读体验有了很高的期待。我一直认为，一本好的科普书，不仅要有扎实的科学内容，还要有吸引人的呈现方式。而“100个奇妙的物理知识”这个标题，就预示着它会包含许多令人惊叹的发现和有趣的解释。我个人对物理学一直保持着浓厚的兴趣，但有时觉得接触到的信息要么过于零散，要么就过于专业化，很难形成一个系统的认知。所以我希望这本书能够提供一个相对完整且有趣的角度来认识物理世界。我特别期待它能解答一些我从小就有的疑问，比如关于光速的极限、时间旅行的可能性，或者宇宙的尽头到底在哪里。我相信，通过这本书，我不仅能学到知识，更能培养一种科学思维方式，学会如何去观察、去思考、去探究。我已经迫不及待地想翻开它，开始我的这场物理知识的探险之旅了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者是【英】科林·斯图尔特(Colin Stuart)，这个名字听起来就有一种严谨的科学家的感觉，但副标题“100个奇妙的物理知识”又透露出一丝亲民和趣味性。我不太喜欢那种过于学术化、充斥着复杂公式的科普读物，那种会让我望而却步。而这本书给我的感觉是，它能够将那些高深的物理概念，用一种通俗易懂、甚至带有故事性的方式呈现出来。我希望它能像一位经验丰富的向导，带着我穿梭于微观粒子和宏观宇宙之间，一点点揭开物理世界的神秘面纱。我尤其对那些能够解释我们日常生活中遇到的物理现象的内容感兴趣，比如为什么我们在黑暗中看不到物体，声音是如何传播的，或者为什么肥皂泡会呈现出五彩斑斓的颜色。如果这本书能够把这些习以为常的现象背后的物理原理讲得清晰透彻，那绝对是一次非常值得的阅读体验。我一直认为，真正的科学教育，不应该只是灌输知识，更应该激发探索的欲望，让我开始思考“为什么”。我期待这本书能带给我这样的启发，让我对这个世界产生更多的好奇心和求知欲。