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出版者:云南教育出版社

作者:郭军徽

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2004-6

价格:12.0

装帧:平装

isbn号码:9787541525445

丛书系列:

图书标签:

• 物理
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探索宇宙的奥秘：现代物理学前沿与应用精览 一部面向未来、深入浅出的物理学导览 本书特色： 跨越经典与现代的桥梁： 本书旨在系统梳理二十世纪以来物理学取得的革命性进展，从牛顿经典力学的完备性到量子力学、相对论的颠覆性洞察，为读者构建一个连续且完整的现代物理图景。 聚焦前沿领域： 深入探讨凝聚态物理、粒子物理学、宇宙学以及新兴的量子信息科学等热点领域，展现物理学研究的最新动态和未来方向。 强调物理思想与方法： 不仅教授知识，更注重培养读者的科学思维、逻辑推理能力和对复杂物理现象的抽象概括能力。 丰富的案例与应用解析： 结合日常生活中的高新技术（如核磁共振、激光技术、半导体器件等），阐释基础理论在工程实践中的具体体现。 --- 第一部分：物理学的基石与拓展——从宏观到微观的视野重塑 第一章：经典物理学的收官与局限 本章回顾了机械运动、热力学和电磁学三大支柱的辉煌成就。详细剖析了能量守恒、熵增定律等核心概念的建立过程。随后，着重分析了经典理论在处理黑体辐射、光电效应等微观现象时暴露出的内在矛盾，为引入量子概念埋下伏笔。理解这些局限性，是认识现代物理学革命的起点。 第二章：量子的黎明——微观世界的革命 量子力学的诞生是人类认识自然界的一次深刻飞跃。本书将详细阐述普朗克的能量量子化假设、玻尔的原子模型，并重点解析海森堡的不确定性原理和薛定谔的波动方程。我们将用清晰的图示和类比，解释波粒二象性、量子叠加态等反直觉但至关重要的概念，帮助读者理解微观粒子如何不再遵循确定性的经典轨迹。 第三章：相对论的统一——时空观的彻底革新 爱因斯坦的狭义相对论彻底改变了我们对时间、空间和质量的理解。本章将通过对光速不变原理的深入探讨，推导出洛伦兹变换、时间膨胀和长度收缩效应。随后，进入对广义相对论的阐释，解释引力如何被理解为时空弯曲的几何效应。本章会辅以引力透镜、水星近日点进动等经典观测证据，展现广义相对论的强大解释力。 --- 第二部分：物质的结构与相互作用——粒子物理与核物理的探索 第四章：原子核的奥秘与核能的释放 本章聚焦于原子核的内部结构。我们将探讨核力的性质、核子的结合能，并系统介绍放射性衰变（$alpha, eta, gamma$衰变）的规律。随后，深入分析核裂变和核聚变过程的物理机制，探讨其在能源开发和医学成像中的重要应用，并审慎讨论核能安全与可持续发展的问题。 第五章：粒子物理的标准模型 粒子物理学是研究物质最基本构成单元的科学。本章将导引读者认识夸克和轻子，介绍四种基本相互作用力（强力、弱力、电磁力、引力）及其媒介玻色子。重点阐述标准模型的构建逻辑，并以希格斯玻色子的发现为例，说明理论预测如何指导实验探索，并指出标准模型在解释暗物质、暗能量等问题上的不足，展望超越标准模型的可能方向。 --- 第三部分：从微观到宏观的延伸——凝聚态与宇宙学的宏大叙事 第六章：凝聚态物理：物质的集体行为 凝聚态物理研究的是大量原子和电子在固体和液体中相互作用所表现出的宏观特性。本章将从晶体结构、能带理论（区分导体、半导体、绝缘体）入手，解释材料的光学、电学和磁学性质。特别将介绍超导现象的奇特机理（BCS理论的简化解释），以及拓扑绝缘体等前沿材料科学的突破。 第七章：宇宙的起源与演化 本章将物理学的工具应用于宇宙学的尺度。从哈勃定律揭示的宇宙膨胀开始，逐步构建大爆炸模型的框架，包括早期宇宙的暴胀理论、原初核合成的证据。本书将详细探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的物理意义，并分析暗物质和暗能量在决定宇宙命运中的核心作用，带领读者思考宇宙的最终归宿。 --- 第四部分：物理学与未来技术——跨界融合的创新驱动力 第八章：量子信息的革命 量子力学不仅改变了我们对世界的认知，也催生了全新的信息处理范式。本章将介绍量子比特（Qubit）的概念，对比经典比特的局限性。深入浅出地讲解量子纠缠、量子隧穿效应在未来计算中的潜力，并展望量子加密、量子传感等技术的实际应用前景。 第九章：物理学在工程领域的应用实例 本章将前面章节的理论知识与现代工程技术紧密结合： 激光技术： 从受激辐射原理到光纤通信、精密测量的应用。 半导体器件： 晶体管和集成电路如何基于能带理论实现信息处理。 医学成像： 核磁共振成像（MRI）背后的核磁矩和射频脉冲的物理学原理。 新能源技术： 太阳能电池的光电效应，以及可控核聚变的挑战。 --- 结语：永无止境的求知之旅 物理学是一门探索终极真理的学科，其魅力在于不断地自我修正和超越。本书希望激发读者对未解之谜的渴望，引导他们认识到，每一次物理学的突破，都将为人类文明带来深远的影响。本书为读者奠定了坚实的现代物理学基础，是迎接未来科技挑战的必备读物。

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