精彩小宇宙 微观粒子探秘 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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“科学心”系列丛书编委会 著

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• 前沿科技

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 合肥工业大学出版社

ISBN：9787565024665

商品编码：29595935388

包装：平装

出版时间：2015-10-01

基本信息

书名：精彩小宇宙 微观粒子探秘

定价：29.80元

作者：“科学心”系列丛书编委会

出版社：合肥工业大学出版社

出版日期：2015-10-01

ISBN：9787565024665

字数：

页码：232

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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内容提要

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《精彩小宇宙 微观粒子探秘》内容丰富，以物质世界的微观粒子为研究视角，涉及古今中外相关的科学、文化知识。《精彩小宇宙 微观粒子探秘》主要内容分为五个维度，分别是：走近微观粒子、量子理论、明星纳米粒子与纳米材料、微观粒子的应用、显微检测，全方位介绍了微观粒子的基本构成情况、量子理论的缘起及爱因斯坦与玻尔的两次论战、微观粒子的具体应用领域及应用情况、显微镜的发展历程及粒子探测器的基本原理。《精彩小宇宙 微观粒子探秘》能够帮助读者提升科技文化素养，激发青少年学习微观粒子的兴趣。

目录

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我型我秀——明星纳米粒子与纳米材料
另类的它——纳米粒子
碳的第三种晶体形态——富勒烯
谁能比我细——碳纳米管
立足现实——富勒烯、纳米碳管的应用
它比钻石硬一一石墨烯
奇迹无处不在——自然中的纳米高手
雄鹰展翅——纳米技术
角逐战——各国纳米科技的发展概况
令人叹为观止的世界小——组图赏析

借一双慧眼把你看清楚——显微观测
前情回顾——显微镜的发展历程
明察秋毫——电子显微镜
隧道效应的成就者——扫描隧道显微镜
原子相互作用的成就者——原子力显微镜
镜头下神奇的微观世界——摄影赏析
碰撞中认识你——粒子探测器

一粒沙子就是一个世界——走进微观粒子
挖掘真相——微观的数量级
揭开神秘面纱——宇宙的组成
气吞万象——黑洞
物质探秘——构成物质的微粒
分到尽头，谁在等你——基本粒子
原子的成就者——电子质子中子
宇宙间的“隐身人”——中微子
电磁相互作用的使者——光子

微观粒子世界的轮盘赌——量子理论
神奇的视觉盛宴——微观世界
微观世界的“法律”——量子论的发展历程
上帝会掷骰子吗？——测不准原理
非此即彼——互补原理
我不是我——波粒二象性
钥匙——薛定谔方程
对——爱因斯坦与玻尔的两次论战

细微处显神奇——微观粒子的应用
小身体大智慧——分子机器人
成败一线间——纳米化妆品
别惹我发火——器
无坚不摧——粒子束武器
小头脑大智慧——量子计算机
我运动，我变化——物态变化之谜
放疗治癌的冲锋枪——质子治疗
生命的螺旋——DNA分子模型
多种波长、多种选择——自由电子激光器
灰飞烟灭中了解你——粒子加速器

作者介绍

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文摘

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序言

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《微观奇境：潜入原子与粒子的深邃之海》 一段穿越物质本质的非凡旅程 你是否曾仰望星空，惊叹宇宙的浩瀚无垠？是否曾凝视一滴水珠，好奇其中蕴藏的生命奥秘？我们所处的宏大世界，从璀璨的星系到我们赖以生存的地球，都由一种更为微小、更为奇特的尺度构成——微观世界。在这里，物质的基本组成单元——原子和亚原子粒子，以一种近乎魔幻的方式运作着，编织出我们感知的一切。 《微观奇境：潜入原子与粒子的深邃之海》并非一本枯燥乏味的教科书，而是一场引人入胜的探索之旅，它将带你潜入这个肉眼无法企及的领域，揭开宇宙最基本构件的神秘面纱。本书旨在以一种既严谨又富于想象力的方式，为读者呈现微观世界的壮丽图景，勾勒出科学家们是如何一步步揭示原子内部结构，发现那些令人惊叹的亚原子粒子的。 第一章：窥见原子之形——构建世界的基石 我们从最基础的概念开始：原子。在古代，哲学家们就曾猜测物质是否可以无限分割，抑或是存在不可再分的“原子”。近代科学的发展，特别是道尔顿的原子论，为我们勾勒出了原子的初步轮廓，认为它是构成物质的最小单元。然而，科学家们并未止步于此。 本书将详细回顾从卢瑟福的α粒子散射实验到汤姆孙的“葡萄干布丁”模型的演变。你将了解到，原子并非实心的小球，而是拥有一个致密、带正电的原子核，以及围绕其运动的电子。我们将一同探索原子核的组成，认识到质子和中子的存在，它们是原子质量的主要贡献者，也是维系原子结构稳定的关键。 我们还会深入探讨原子结构的量子化特性。原子中的电子并非随意绕核运动，而是占据着特定的能级，这解释了原子光谱的离散性，以及化学元素之间如此丰富的相互作用。你将接触到量子力学的一些核心概念，如波粒二象性、不确定性原理，并理解它们如何在微观尺度下塑造粒子的行为，这与我们宏观世界的直觉体验截然不同。 第二章：粒子乐园——比原子更小的舞者 原子本身并非终点，而是通往更深层微观世界的入口。一旦我们深入原子核，就会发现更多奇妙的粒子。本书将带你走进粒子物理学的殿堂，认识那些构成物质，以及传递力的基本粒子。 你将了解到，质子和中子并非基本粒子，而是由更小的夸克组成的。我们将探索六种夸克——上、下、粲、奇、顶、底——以及它们如何通过强核力组合形成质子和中子。此外，我们还会认识与电子一同属于轻子家族的μ子、τ子以及它们对应的中微子。这些粒子虽然微小，却在宇宙的演化和恒星的运行中扮演着至关重要的角色。 更令人着迷的是，粒子物理学揭示了传递自然界四种基本相互作用的媒介粒子。我们将认识光子——传递电磁力的粒子，正是它让我们得以看见光明，感受热量；我们将了解胶子——传递强核力的粒子，它们将夸克紧密束缚在原子核中；我们将探讨W和Z玻色子——传递弱核力的粒子，它们参与了放射性衰变等过程；甚至，我们还会触及引力子的概念，虽然尚未被实验直接证实，但它是理论物理学家们研究引力本质的重要线索。 第三章：相互作用的艺术——宇宙的秩序从何而来 基本粒子并非孤立存在，它们之间通过各种力的作用相互影响、相互转化。理解这些相互作用，就是理解宇宙万物运行的根本法则。本书将详细阐述四种基本相互作用： 强核力： 它是宇宙中最强大的力，将夸克束缚在一起形成质子和中子，并将质子和中子紧密地约束在原子核中，克服了质子之间的电磁斥力。你将了解到，正是强核力的存在，才使得物质得以稳定存在。 电磁力： 这是我们最熟悉的力量之一，它支配着原子和分子的形成，决定了物质的化学性质。它也解释了光、电、磁等现象。我们将探讨电荷、磁场以及它们之间的相互关系。 弱核力： 相较于强核力，弱核力要弱得多，但它在原子核的衰变和某些粒子转化中起着关键作用。你将了解到，正是弱核力的作用，使得恒星能够燃烧，并产生新的元素。 引力： 虽然在微观尺度上引力微乎其微，但它是宇宙尺度上塑造星系、黑洞等宏大结构的统治性力量。我们将简要介绍爱因斯坦的广义相对论，以及引力作为时空弯曲的深刻概念。 本书将通过生动的比喻和清晰的逻辑，帮助你理解这些力的本质，以及它们如何在不同尺度上协同作用，构建出我们所知的宇宙。 第四章：粒子加速器的奇迹——人工“目睹”微观世界 要研究如此微小的粒子，科学家们需要借助强大的工具。粒子加速器便是其中最令人惊叹的“造物”。本书将介绍粒子加速器的原理，以及它们如何通过将粒子加速到极高的能量，使其以接近光速的速度碰撞，从而创造出新的粒子，揭示物质的更深层奥秘。 你将了解到，大型强子对撞机（LHC）等先进的粒子加速器是如何工作的，以及它们在发现希格斯玻色子等重要粒子过程中发挥的关键作用。我们将一同回顾那些“巨大的科学机器”如何成为我们探索微观世界最锐利的“眼睛”，以及科学家们如何从海量的数据中辨识出那些转瞬即逝的粒子痕迹。 第五章：量子世界的奇异现象——反常识的魅力 微观世界充满了与我们日常经验截然不同的奇异现象。本书将带你领略这些“反常识”的魅力： 叠加态： 一个粒子可以同时处于多种状态，直到被测量时才“坍缩”到其中一种状态。这如同薛定谔的猫的著名思想实验，挑战我们对现实的认知。 量子纠缠： 两个或多个粒子可以以一种神秘的方式关联起来，无论它们相距多远，一个粒子的状态变化会瞬间影响到其他粒子。这被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。 隧道效应： 粒子有一定概率穿过它经典力学上无法越过的能量势垒。这一现象在半导体技术和核聚变中有着重要的应用。 我们将用通俗易懂的语言解释这些看似难以理解的现象，并探讨它们对未来科技，如量子计算和量子通信可能产生的深远影响。 第六章：未解之谜与未来展望——探索永无止境 尽管我们已经取得了巨大的进步，但微观世界的探索仍然充满未解之谜。本书将带你审视当前粒子物理学领域面临的挑战： 暗物质与暗能量： 宇宙的大部分物质和能量是我们目前无法直接观测到的，它们的本质是什么？ 统一场论： 如何将引力与其他三种基本力统一起来，形成一个描述宇宙所有现象的“万有理论”？ 标准模型之外的物理学： 标准模型虽然成功，但仍存在一些不足，例如它无法解释中微子质量，也未包含引力。新的理论，如超对称理论，正在被探索。 《微观奇境：潜入原子与粒子的深邃之海》将带领你思考这些前沿问题，并激发你对科学探索的好奇心。本书相信，每一个微小的粒子都蕴含着宇宙的宏大秘密，而对微观世界的深入理解，不仅能够拓展我们的知识边界，更能为人类的未来科技发展提供无限可能。 谁适合阅读此书？ 对宇宙和物质本质充满好奇心的普通读者。 希望系统了解原子和粒子物理学基本概念的学生。 对科学发展前沿感兴趣的科技爱好者。 任何想要拓展视野，理解我们所处世界背后运作机制的读者。 《微观奇境：潜入原子与粒子的深邃之海》——开启你对物质宇宙的全新认知，让你看到一个比你想象中更加奇妙、更加令人着迷的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是在一个古老而神秘的图书馆里，翻阅着一本尘封已久的经典著作。作者的语言风格非常沉静而富有哲思，字里行间流露出一种对宇宙深层奥秘的敬畏和探索精神。它没有那些花哨的修辞，也没有刻意制造的惊险刺激，而是用一种娓娓道来的方式，引导读者一步步深入微观世界的每一个角落。我尤其欣赏作者对“对称性”的探讨，他将物理学中的对称性原理与宇宙的和谐统一联系起来，让我开始思考，为什么这个世界会呈现出如此井然有序的状态。书中关于“量子纠缠”的论述，更是让我感到震撼。那种“相隔遥远却心有灵犀”的神秘连接，仿佛是对我们传统认知的一种颠覆，也让我对“实在”的本质产生了更深的疑问。作者并没有急于给出答案，而是通过提出问题，激发读者的思考，这种互动式的阅读体验，让我感觉自己不仅仅是在被动地接收信息，而是在主动地参与到这场关于宇宙本质的探索之中。我喜欢作者在叙述中穿插一些哲学家的观点，将物理学与形而上学的思考融合在一起，让这本书的内涵变得更加丰富和深刻。读完之后，我感觉自己的思维方式得到了一次升华，对世界的理解也变得更加立体和多元。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我最大的感受，是一种对未知世界的敬畏感，以及对人类探索精神的赞叹。作者的笔触非常细腻，他不仅仅是在介绍科学知识，更是在描绘一个充满想象力的宇宙画卷。我被书中关于“弦理论”的描述深深吸引，虽然我明白这可能只是一个尚未被完全证实的理论，但作者用一种诗意般的语言，描绘了宇宙的基本构成单元竟然是微小的振动的“弦”，这让我感到一种难以置信的浪漫。他将那些复杂的数学推导，转化为一种对宇宙结构美的深刻感悟，让我不禁联想到音乐中的和弦，不同的振动频率奏出不同的旋律，而宇宙万物，或许就是由这些看不见的弦的和谐共振所组成。书中还提到了“量子隧穿效应”，作者用一个生动的例子，比如电子能够“穿墙而过”，来解释这个看似违反常理的现象，这让我对“可能性”和“概率”有了全新的认识。它让我明白，在微观世界，很多事情并非我们直线思维能够理解的，存在着更多的可能性和惊喜。作者在结尾处，引用了一些古老的哲学思想，将微观世界的探索与人类对自身存在的思考联系起来，让我感到一种跨越时空的共鸣。这本书，不仅仅是一本科普读物，更是一场关于宇宙、生命和认知的哲学之旅。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一开始是被这本书的书名吸引住的，觉得“精彩小宇宙”听起来就很有意思，而且“微观粒子探秘”这个副标题也暗示了内容的深度。拿到书后，我最先关注的是它的排版和插图。不得不说，这本书在这方面做得相当用心。每一个章节的开头都有精美的插画，将那些抽象的概念具象化，比如，当讲到夸克的时候，插图就展示了它们奇特的颜色荷，而讲到波函数坍缩时，则用了一个非常巧妙的示意图。这些视觉元素极大地帮助了我理解那些原本难以想象的微观景象。此外，书中还有一些历史背景的介绍，讲述了物理学家们是如何一步步发现这些粒子的，以及他们当时所面临的挑战和思考。这让我觉得，科学的发展并非一蹴而就，而是充满了探索的艰辛和智慧的闪光。我特别喜欢其中关于“标准模型”的章节，作者用一种非常清晰的逻辑，将基本粒子和它们之间的相互作用串联起来，让我看到了一个完整的微观粒子家族。虽然我不是物理专业出身，但通过这本书，我竟然能对强力、弱力、电磁力这些“看不见的手”有了初步的认识。甚至，书中还提到了希格斯玻色子，那个曾经备受瞩目的“上帝粒子”，作者用一种通俗易懂的方式解释了它的作用，让我茅塞顿开。总而言之，这本书在内容呈现上，做到了理论性与趣味性的完美结合，既有科学的严谨，又不失阅读的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是我一直以来等待的奇幻冒险！我一直对宇宙的宏大和神秘充满好奇，但内心深处，总有一种声音在呼唤我探索更微小的世界，去理解那些肉眼看不见却驱动着一切的力量。当我翻开这本书时，我感觉就像打开了一扇通往未知领域的大门。作者用一种极其生动、充满画面感的语言，将那些抽象而复杂的概念，比如量子叠加、不确定性原理、甚至时空本身的扭曲，描绘得如此清晰易懂。我不再只是听到“粒子”这个词，而是能想象到它们在空间中跳跃、碰撞、纠缠的景象，仿佛置身于一个由无数微小舞者组成的宇宙芭蕾。最让我着迷的是，作者并没有止步于理论的介绍，而是巧妙地将这些微观世界的奥秘与我们的日常生活联系起来。比如，当我们看到色彩斑斓的彩虹时，书中会解释这背后有多少光子的奇妙互动；当我们感叹科技的神奇时，作者会揭示支撑这些技术发展的正是那些微小的基本粒子。这种连接让我觉得，原来科学并非高高在上，而是触手可及，渗透在我们生活的方方面面。我喜欢作者在解释每一个概念时，都辅以有趣的类比和故事，这让我感觉阅读过程就像是在聆听一位智慧长者讲述古老而迷人的传说，充满了智慧的光辉，又带着引人入胜的魔力。这本书不仅仅是知识的灌输，更是一种启迪，它让我对世界的认知产生了全新的维度，仿佛从二维世界进入了三维，或者更深邃的四维空间。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对物理学，尤其是微观粒子领域，一直抱着一种敬而远之的态度，觉得那些公式和理论太过于抽象和枯燥。但这本书彻底改变了我的看法！作者的写作风格非常“接地气”，就像是你的一个懂很多知识的朋友，用最直观、最生动的方式和你聊天，分享他所了解的奇妙世界。他没有使用大量复杂的术语，即使偶尔出现，也会立刻给出非常形象的比喻来解释，比如把夸克比作不同颜色的橡皮泥，把原子核比作小太阳系，让我一下子就能抓住重点。我最喜欢的是书中关于“费曼图”的介绍，虽然我不太懂那些线条和顶点的具体含义，但作者用一种非常形象的方式，讲解了粒子之间是如何通过交换“力子”来相互作用的，就像是在玩一场无声的“你来我往”的游戏。这种解读方式，让我觉得物理学的世界不再是冰冷的数字和公式，而是充满了动态和活力。书中还提到了一些有趣的实验，比如双缝干涉实验，作者用一种非常引人入胜的方式，讲述了粒子在被观察前后的行为差异，让我对“观察者效应”产生了极大的好奇。总的来说，这本书成功地将一个看似高深的领域，变得妙趣横生，让我感觉就像是在玩一场解谜游戏，一步步揭开微观世界的层层迷雾。