高中同步测控优化训练.高二物理.上 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:南海出版社

作者:任志鸿

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-5

价格:12.0

装帧:平装

isbn号码:9787544216043

丛书系列:

图书标签:

• 高中物理
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综合性科学素养提升与进阶：面向未来探索的知识拓展 目标读者： 对自然科学原理有浓厚兴趣，希望系统性拓展知识边界，为大学专业学习和未来科研探索打下坚实基础的高中阶段学生、自主学习者以及致力于提升科学素养的教育工作者。 本书定位： 本书并非针对特定高中年级或特定学科考试的应试工具，而是一部旨在培养独立思考能力、强化跨学科理解、并引导读者探索科学前沿思想的综合性读物。它聚焦于构建一个宏大而精密的科学知识框架，鼓励读者从基础原理出发，深入理解现代科技背后的逻辑。 --- 第一部分：基础原理的深化与哲学思辨（从经典到现代的思维转型） 第一章：物质世界的本质：量子场论的初步接触与经典物理的局限性 本章将跳出传统高中物理对牛顿力学和电磁学的机械性应用，转向对这些理论产生根源的哲学思考。我们将探讨物理学范式（Paradigm）的更迭过程，特别是20世纪初科学革命对人类世界观的颠覆性影响。 经典极限与新兴概念的交汇点： 深入分析黑体辐射、光电效应等现象如何迫使物理学家抛弃连续性假设，引入能量的量子化概念。本章将详细剖析普朗克常数（$h$）的深层含义，以及它如何标志着人类理解尺度的根本转变。 不确定性原理的哲学意义： 探讨海森堡不确定性原理（$Delta x Delta p ge hbar/2$）不仅仅是一个测量限制，更是关于观测者与被观测客体之间关系的深刻洞察。我们将引用伯尔曼（Isidor Isaac Rabi）等物理学家的论述，讨论实在性（Reality）在微观层面的定义问题。 玻尔的互补性思想： 阐述波粒二象性并非矛盾，而是描述同一客体的不同侧面。通过对双缝实验的深入剖析，引导读者思考信息在物理系统中的角色。 第二章：时空观念的革命：广义相对论的几何学阐释 本章致力于将抽象的几何学工具转化为对宇宙结构的基本理解，避免陷入繁琐的张量分析，侧重于概念的直观构建。 等效原理的普适性： 详细解释爱因斯坦的等效原理如何巧妙地连接了引力和加速度，构建起弯曲时空的桥梁。我们将通过思想实验，如升降梯中的观察者，来体会“引力即时空弯曲”的内涵。 测地线与轨道运动： 阐述物体在引力场中沿“最直”路径（测地线）运动的原理。通过类比地球表面的大圆航线，帮助理解行星轨道并非受“力”牵引，而是沿着四维时空中的最短路径前进。 引力波的物理图像与探测挑战： 介绍引力波的产生机制（如双黑洞合并），并简要讨论LIGO等探测器如何捕捉到时空微小的涟漪，这一成就如何验证了爱因斯坦理论的强大预见性。 --- 第二部分：生命科学的结构基础与信息编码（从物理化学到生物工程的衔接） 第三章：分子结构与自组织系统：生命的物理化学基础 本部分将物理学的基本原理应用于复杂系统——生命体，重点关注结构决定功能的原理。 热力学第二定律在生命系统中的应用： 探讨生命系统如何作为一个开放的耗散结构，在局部实现熵的减少，但整体上服从熵增原理。分析通量（Flux）和梯度（Gradient）在维持生命活动中的关键作用。 蛋白质折叠的能量景观： 将蛋白质的折叠过程视为一个能量最小化问题。介绍鲁弗斯（Ken A. Dill）等人的研究，讨论肽链如何通过氢键、范德华力和疏水效应，精确地“找到”其天然构象。 膜电位与信息传递的物理模型： 从离子选择性渗透和电化学梯度角度，建立神经信号传导的电学模型。深入理解动作电位的“全或无”特性（All-or-None Principle）背后的离子通道门控机制。 第四章：遗传信息的存储与信息论视角 本章将DNA和RNA视为一种高效的生物信息存储与读取系统，运用信息科学的视角来理解生物学现象。 信使RNA（mRNA）与信息解码： 详细介绍从DNA到蛋白质的中心法则，并重点分析密码子的冗余性（Degeneracy）在提高信息传输鲁棒性方面的作用。 遗传编辑技术的物理基础： 概述CRISPR-Cas9系统的分子机器原理，将其视为一种基于核酸识别和核酸酶切割的精确“分子手术刀”。探讨其在基础研究和潜在的生物安全伦理问题。 信息熵在生物多样性中的体现： 从信息熵的角度量化基因组的复杂性，讨论物种多样性与生态系统稳定性的关系。 --- 第三部分：计算的本质与前沿技术展望（从图灵机到量子计算） 第五章：计算理论的逻辑基石 本章旨在建立对“计算”这一概念的抽象理解，超越具体的电子设备。 图灵机的抽象模型与可计算性： 详细阐述图灵机如何定义了所有可机械执行的算法的边界。讨论停机问题（Halting Problem）及其对所有计算机科学的根本限制。 冯·诺依曼架构的优点与瓶颈： 分析存储程序概念对早期计算的革命性意义，同时讨论“存储器墙”（Memory Wall）问题，即CPU速度与内存访问速度之间的差距日益拉大。 布尔代数与现代电子学： 回顾香农（Claude Shannon）如何将信息论与布尔逻辑相结合，奠定现代数字电路的基础。 第六章：量子计算与信息的前沿疆域 本章将对量子计算的潜力进行高屋建瓴的介绍，强调其与经典计算在信息处理能力上的本质区别。 量子比特（Qubit）与叠加态： 解释量子比特如何通过叠加态（Superposition）实现指数级的状态空间，这是量子加速的源泉。 量子纠缠：非定域性的奥秘： 探讨贝尔不等式（Bell Inequalities）的物理意义，以及纠缠态（Entanglement）作为一种非定域性关联，如何被应用于量子通信和量子加密（如BB84协议）。 Shor算法与量子霸权的概念： 简要介绍Shor算法对现有公钥加密体系的潜在威胁，以及当前“量子霸权”（Quantum Supremacy）实验的真正含义——即证明量子计算机在特定问题上超越了最快的经典计算机。 总结与展望：科学方法的传承 全书最后将回归科学方法论本身。强调科学探究是一个永无止境的、自我修正的过程。鼓励读者将所学知识融会贯通，培养质疑精神和跨学科整合的能力，为迎接未来的未知科学挑战做好思维准备。本书旨在提供知识的广度与深度，而非某一阶段的考试答案。

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