物理竞赛集训精编 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海辞书出版社

作者:舒幼生

出品人:

页数:519

译者:

出版时间:2001-6

价格:25.00元

装帧:平装

isbn号码:9787532607877

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《量子世界：探索微观粒子的奇幻之旅》 在这本引人入胜的著作中，我们将一同踏上一段非凡的旅程，深入探索宇宙最深邃的奥秘——量子世界的广阔天地。这本书并非枯燥乏味的理论堆砌，而是一次对微观粒子惊人行为的生动揭示，一次对我们理解现实本质的深刻挑战。它将带领读者超越日常经验的束缚，去认识那些构成万事万物的基本组成单元，并揭示它们在看似混乱却又遵循着严谨规律的量子法则下，如何编织出我们所处的宏大宇宙。 第一章：不可思议的粒子家族 故事从构成宇宙最基本砖块的粒子家族开始。我们将认识到，曾经被认为是不可分割的原子，实则内部隐藏着更为微小的成员：电子、质子和中子。但量子世界的探索远不止于此。我们将深入了解基本粒子更为奇异的家族成员，如夸克，它们组成质子和中子，又被强大的核力紧密束缚。我们将探索轻子家族，其中的电子只是冰山一角，还有如μ子、τ子以及神秘的 the neutrino（中微子），它们如同幽灵般穿梭于物质之中，与我们的世界产生微弱的相互作用。 本书将详细介绍这些粒子的基本属性：质量、电荷、自旋等。但更重要的是，我们将探讨它们的内在联系和相互转换。例如，β衰变如何将中子转化为质子，释放出电子和反中微子，这仅仅是核力相互作用的冰山一角。我们还将接触到更深层次的粒子分类，如费米子和玻色子，以及它们在宇宙结构中所扮演的不同角色。理解这些粒子的“身份”和“行为”，是进入量子世界的第一步。 第二章：波粒二象性：微观世界的双重性格 进入量子世界，我们首先会遇到的一个颠覆性概念便是波粒二象性。光，这个我们再熟悉不过的现象，在量子理论中却展现出截然不同的面貌。在某些实验中，光表现得像连续的波，能够发生干涉和衍射，如同水波一样互相叠加或抵消。然而，在光电效应等实验中，光又呈现出离散的粒子性，就像一颗颗微小的能量包，被称为光子，它们撞击物质时会释放出电子。 这种“既是波又是粒子”的奇特行为，并非仅仅局限于光。本书将详细阐述，所有微观粒子，包括电子、质子甚至原子本身，都具备这种波粒二象性。德布罗意提出的物质波理论，将波的概念拓展到了物质粒子，并得到了大量实验的证实。我们将通过双缝实验的经典案例，直观地理解这种令人费解的现象。当电子逐个通过双缝时，它们竟然也能形成干涉条纹，仿佛它们在“知道”两个缝的存在，并同时通过它们。这种看似悖论的性质，正是量子世界魅力所在，也是我们理解微观物质本质的关键。 第三章：概率的王国：不确定性的宿命 在宏观世界，我们习惯于精确的预测。一颗抛出去的球，只要知道初速度和角度，我们就能精确计算出它的落点。然而，在量子世界，精确性被概率所取代。海森堡不确定性原理是量子力学的基石之一，它告诉我们，我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。当我们试图更精确地测量它的位置时，它的动量就变得越不确定，反之亦然。 本书将深入剖析不确定性原理的数学表述及其深刻含义。它并非测量技术的局限，而是微观粒子固有的性质。量子力学不再提供确定性的轨迹，而是描述粒子处于某种状态的概率。我们只能预测在某个测量下，粒子出现在某个位置或具有某种动量的概率有多大。这种概率性的描述，极大地改变了我们对因果关系的理解。在量子层面，事件的发生不再是必然的，而是概率性的。我们将探讨这种概率性如何影响着原子结构、化学反应以及所有微观过程的演化。 第四章：量子叠加与纠缠：超越时空的神秘联系 量子叠加态，是量子力学中最为奇特的现象之一。它指的是一个量子系统可以同时处于多种可能状态的叠加。直到进行测量的那一刻，系统才会“塌缩”到其中的一个确定状态。一个经典的例子是薛定谔的猫，它在打开盒子之前，同时处于“活”和“死”的叠加状态。这种叠加性，使得量子计算机拥有了强大的并行计算能力。 而量子纠缠，更是将这种神秘性推向极致。当两个或多个粒子发生纠缠后，它们的状态就变得相互关联，无论它们相距多远。对其中一个粒子的测量，会瞬间影响到另一个粒子的状态，这种现象被称为“幽灵般的超距作用”。爱因斯坦曾对这一现象表示困惑，认为它违背了定域性原理。本书将通过贝尔不等式等思想实验，深入探讨量子纠缠的本质，以及它对我们理解宇宙的联系方式带来的革命性冲击。量子纠缠也为量子通信和量子加密等前沿技术提供了理论基础。 第五章：量子隧穿：穿过不可能之墙 想象一下，一个球滚向一座高山，如果它的能量不足以翻越山顶，它将永远无法到达另一侧。然而，在量子世界，粒子却可以“隧穿”过看似无法逾越的能量壁垒，出现在另一侧。这种量子隧穿效应，虽然概率很小，但确实存在，并且在许多自然现象中扮演着关键角色。 本书将详细解释量子隧穿的原理，并将其应用于实际案例。例如，在核聚变过程中，质子需要克服巨大的库仑斥力才能融合，量子隧穿效应大大增加了核聚变的概率，从而维持了恒星的燃烧。扫描隧道显微镜（STM）正是利用了电子的量子隧穿效应，实现了对原子尺度结构的成像。我们将探讨这种“穿墙而过”的奇特能力，是如何在微观尺度上影响着物质的结构和相互作用。 第六章：量子场论：宇宙的统一语言 随着对基本粒子的深入了解，物理学家意识到，仅仅描述单个粒子是不够的，还需要一个更普适的框架来描述粒子以及它们之间的相互作用。量子场论应运而生，它将粒子视为量子场的激发，而场则遍布整个宇宙。光子是电磁场的激发，电子是电子场的激发，以此类推。 本书将介绍量子场论的基本思想，阐述它是如何统一了粒子物理学和电磁学，并为描述强核力、弱核力以及引力等基本相互作用提供了框架。我们将接触到费曼图等可视化工具，它们帮助我们理解粒子之间复杂的相互作用过程。量子场论也是粒子物理标准模型的基础，标准模型成功地描述了目前已知的绝大多数基本粒子及其相互作用。 第七章：量子世界的应用：改变未来的科技 量子世界的奇妙现象并非仅仅是理论家的游戏，它们已经深刻地影响着我们的科技发展，并预示着一个更加激动人心的未来。本书将带领读者展望量子技术的广阔前景。 量子计算： 基于量子叠加和纠缠的特性，量子计算机能够以指数级的速度解决某些经典计算机难以处理的问题，如药物研发、材料科学、密码学破解以及复杂系统模拟等。 量子通信： 量子密钥分发（QKD）利用量子力学的原理，能够实现理论上不可窃听的安全通信，为信息安全提供了前所未有的保障。 量子传感： 利用量子叠加态对外界环境极其敏感的特性，可以开发出高精度的传感器，用于探测微弱的磁场、重力场甚至生物信号。 新材料的开发： 对量子力学的深刻理解，使得我们能够设计和合成具有前所未有特性的新材料，例如超导体、拓扑材料等。 结语：永恒的好奇与探索 《量子世界：探索微观粒子的奇幻之旅》旨在为读者开启一扇通往微观世界的大门。它不仅仅是关于科学知识的传递，更是一种思维方式的启发。量子力学挑战了我们的直觉，迫使我们重新审视现实的本质。它告诉我们，宇宙比我们想象的更加奇妙、更加复杂，也更加令人着迷。 希望通过这本书的阅读，读者能够培养对科学探索的永恒好奇心，并认识到人类对宇宙的认知是一个不断进步、不断突破的过程。量子世界依然充满了未解之谜，例如暗物质、暗能量的本质，引力和量子力学的统一等，它们正等待着下一代探索者去揭开它们的神秘面纱。这段奇幻之旅，才刚刚开始。

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这本《物理竞赛集训精编》绝对是为那些想要在物理竞赛中脱颖而出的学生量身打造的宝典。我刚拿到这本书的时候，就被它厚实的篇幅和严谨的排版所吸引。它不像市面上很多参考书那样，只是简单地堆砌公式和例题。相反，它深入浅出地剖析了高中物理竞赛中的核心概念，从力学的基础，到电磁学的复杂脉络，再到热学和光学那些常常让人头疼的知识点，作者都进行了非常透彻的梳理。 比如，在处理经典力学部分时，书中不仅仅是罗列了牛顿定律的应用，更是花了大量的篇幅去讲解如何构建物理模型，如何将复杂的实际问题抽象成理想化的物理图像。这种强调思维方式的教学方法，对于准备高水平竞赛的学生来说至关重要。很多时候，竞赛的难度不在于计算的复杂，而在于能否迅速找到正确的切入点。这本书在这方面做得非常出色，它通过大量的典型例题，展示了不同情境下的建模技巧。我特别喜欢它在每一个章节后附带的“思维拓展”部分，这部分内容往往能引导我们跳出常规解题的框框，去思考更深层次的物理本质。阅读这本书的过程，就像是跟着一位经验丰富、治学严谨的导师在进行一对一的辅导，让我对物理这门学科的理解达到了一个新的高度。

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我必须说，这本《物理竞赛集训精编》不仅仅是一本习题集，它更像是一部结构精密的物理思维训练手册。它的价值在于它的系统性和对“思维陷阱”的预警能力。 在光学和原子物理部分，书中巧妙地融入了现代物理的视角，使得我们能够将经典的光学知识与更前沿的量子观念结合起来。比如在处理光的衍射问题时，它会引导我们思考波动光学和粒子性之间的辩证关系，这种跨章节的知识融会贯通，是竞赛高分所必需的能力。另外，书中对于解题步骤的规范性要求也极其严格，它强调了单位的统一性、变量的清晰定义以及结论的物理合理性检查。这对于培养严谨的科学态度至关重要。这本书的每一页都散发着一种“精益求精”的气息，它要求读者投入充分的精力去理解，但回报也绝对是巨大的。它无疑是通往物理竞赛更高层次的坚实阶梯。

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说实话，我之前尝试过好几本物理竞赛的书籍，但大多在涉及一些高难度、非标准化的题目时显得力不从心，要么是讲解过于简略，要么是例题的深度不够。而这本《物理竞赛集训精编》给我的感觉完全不同。它仿佛是历届竞赛真题的精华提炼，集合了各种刁钻但又合乎物理原理的考点。 尤其是在处理振动和波动这部分，书中的处理方式非常巧妙。它不仅仅停留在基础的简谐运动方程上，而是深入探讨了受迫振动、共振现象，以及波的干涉和衍射在不同介质中的传播特性。作者对于处理这类问题的技巧，比如如何巧妙地运用能量守恒、动量守恒，或者如何利用对称性简化问题，都有非常详尽的图文说明。我记得有道关于复杂电路中暂态过程的题目，我之前怎么也算不出来，但看了这本书中的解法，一下子就明白了——原来关键在于对电感和电容充放电过程的精细分析和数学工具的选择。这本书的价值就在于，它不仅告诉你“怎么做”，更重要的是告诉你“为什么这样想是最好的”。它极大地提升了我面对陌生难题时的信心和应对能力。

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这本书的印刷质量和装帧设计也值得一提，这对于长时间的阅读和翻阅非常重要。纸张适中，字迹清晰，即使在长时间的夜晚学习后，眼睛也不会感到特别疲劳。更重要的是，内容的专业性和权威性毋庸置疑。 特别是关于热力学与统计物理的章节，这是很多普通教材往往一笔带过的地方。然而，这本书却花了大量的篇幅来讲解理想气体状态方程的微观解释，玻尔兹曼分布的推导，以及热力学第三定律的深刻含义。作者非常注重物理概念的严谨性，对于熵的概念，它没有停留在“混乱程度”这个模糊的描述上，而是通过微观态数量与宏观态的联系，给出了清晰的定量定义。这种对基础概念的深度挖掘，是区分优秀竞赛选手和平庸选手的关键。读完这些章节，我感觉我对能量和无序性之间的深刻联系有了全新的认识，不再满足于只会套用公式，而是真正理解了热力学第二定律的普适性。

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对于一个目标是冲击省级乃至国家级物理竞赛的选手来说，时间管理和知识的查漏补缺是决定成败的关键。我发现《物理竞赛集训精编》在结构编排上非常人性化，它清晰地将内容划分成了基础巩固、进阶提升和专题攻克三个层次，使得复习规划变得非常容易实施。 我个人最欣赏的是它在电磁学部分的论述方式。电磁场的概念往往是竞赛中的难点，涉及矢量分析和空间想象能力。这本书没有回避这些难度，而是通过大量的截面图和矢量分解图，将那些抽象的场线、磁通量等概念具象化。举个例子，在讨论法拉第电磁感应定律时，书中不仅给出了积分形式的推导，还结合了移动闭合回路和旋转闭合回路两种情境，让读者直观地感受到“磁通量变化率”的物理意义。这种由表及里，层层递进的讲解，让原本枯燥的公式背后充满了鲜活的物理图像。这本书就像一个知识的导航仪，清晰地标示出哪些是必须掌握的“高速公路”，哪些是需要深入探索的“支线任务”。

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当年物理老师送给我的小册子

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舒幼生老师编了一本独特、不够应试、有点东欧风格的竞赛书。

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