化学实验教学新视野 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育出版社

作者:郑长龙

出品人:

页数:251 页

译者:

出版时间:2003-11

价格:17.9

装帧:平装

isbn号码:9787040123869

丛书系列:

图书标签:

• 学习科学
• 化学实验
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《现代物理学前沿探索：理论、实验与应用》 内容简介 本书旨在为物理学领域的学生、研究人员以及对现代物理学发展抱有浓厚兴趣的读者，提供一个全面而深入的知识框架。它系统梳理了二十世纪以来物理学取得的重大突破，并着重探讨了当前物理学研究中的热点与未来发展方向。全书结构严谨，内容翔实，力求在理论深度与实际应用之间找到最佳的平衡点。 第一部分：基础理论的深化与革新 本部分首先回顾了经典物理学的局限性，并详细阐述了量子力学和相对论这两大现代物理学的基石是如何构建起来的。 第一章 量子力学的精妙结构： 详细介绍了波粒二象性、不确定性原理以及薛定谔方程的数学形式及其在处理微观粒子系统中的应用。重点分析了哥本哈根诠释的哲学意涵，并引入了多世界诠释和退相干理论作为补充讨论。书中特别辟出章节，深入探讨了量子纠缠现象，并从信息论的角度解读了贝尔不等式的物理意义，为后续的量子信息技术奠定理论基础。 第二章 广义相对论的宇宙图景： 不仅重申了爱因斯坦场方程的基本形式，更侧重于讲解其在描述引力场、时空几何方面的革命性贡献。详细解析了黑洞的形成、事件视界、奇点等概念的物理图像。此外，本书还涵盖了宇宙学模型的基础，包括弗里德曼方程的推导与应用，并结合最新的观测数据（如宇宙微波背景辐射、大尺度结构）来检验和修正现有宇宙学理论。 第三章 粒子物理学的标准模型及其挑战： 标准模型是描述基本粒子及其相互作用的最成功理论框架。本章系统介绍了费米子、玻色子以及强、弱、电磁三种基本相互作用的规范场理论描述。重点解析了希格斯机制如何赋予粒子质量，并详细描述了大型强子对撞机（LHC）等实验装置是如何验证标准模型的关键预言的。同时，本书也直面标准模型的不足，如对中微子质量的解释、暗物质和暗能量的缺失，为引入新物理学思潮做了铺垫。 第二部分：凝聚态物理与材料科学的交汇 本部分关注宏观现象与微观机制的联系，探讨了物质在不同尺度和环境下的奇特行为。 第四章 电子的集体行为与拓扑材料： 从能带理论出发，深入剖析了导体、半导体和绝缘体的物理本质差异。随后，引入了凝聚态物理的前沿概念——拓扑绝缘体和拓扑半金属。详细解释了拓扑不变量在区分材料物态中的关键作用，并展望了基于拓扑材料的低能耗电子器件的潜力。书中还包含了对超导现象的深入分析，从伦敦方程到BCS理论，以及高温超导体的实验特性和理论猜想。 第五章 软物质与复杂系统： 这一章将视野拓展到介于固体、液体和气体之间的物质形态。重点讨论了液晶、胶体、聚合物等软物质的统计力学描述。通过引入平均场理论和涨落分析，解释了相分离、自组装等复杂过程的驱动力。此外，还探讨了生物物理学中的一些基本模型，如膜动力学和蛋白质折叠的能量景观。 第三部分：前沿交叉领域的研究热点 本部分聚焦于当前物理学研究中最具活力和跨学科特征的领域。 第六章 量子信息与计算的革命： 继理论基础之后，本章详细阐述了量子比特（Qubit）的物理实现方案，包括超导量子电路、离子阱和中性原子阵列等主流技术路线的优劣势。深入解析了量子门操作、量子纠错码的原理，并以Shor算法和Grover算法为例，展示了量子计算相对于经典计算的指数级加速潜力。同时，本书也关注了量子传感和量子密码学的最新进展。 第七章 极端环境下的物理探索： 本章聚焦于在接近绝对零度、极高压力或强磁场等极端条件下进行的物理实验。详细介绍了稀释制冷机、金刚石对顶砧等关键实验技术。通过对量子霍尔效应的精细测量、重费米子材料的奇异磁性以及高压下物质相变的探究，展示了极端条件如何揭示新的物理规律，例如分数霍尔效应和量子临界现象。 第八章 引力波天文学的兴起： 介绍了引力波探测的基本原理，特别是激光干涉引力波天文台（LIGO）和VIRGO等探测器的设计与灵敏度限制。详细分析了首批探测事件（GW150914等）的物理意义，包括双黑洞并合过程的数值模拟和后牛顿近似。展望了未来探测器（如LISA）在探测早期宇宙引力波背景方面的预期贡献，以及它如何为检验广义相对论提供新的独特窗口。 总结与展望 全书最后一部分对物理学未来的发展趋势进行了富有洞察力的总结。探讨了理论物理学如何寻求统一大业（如弦理论、圈量子引力），以及实验物理学在下一代加速器、大型太空望远镜以及量子技术集成方面可能面临的工程挑战。本书旨在激发读者的批判性思维，鼓励他们在掌握坚实基础知识的同时，积极关注并投身于尚未解决的科学难题的探索之中。 本书特点： 理论与实践并重： 强调数学模型的严谨性，同时穿插大量最新的实验成果和技术细节。 视野开阔： 覆盖从微观粒子到宏观宇宙，从基础理论到前沿应用的广泛领域。 深入浅出： 复杂的概念通过清晰的逻辑推导和形象的比喻进行阐释，便于不同层次的读者理解。 面向未来： 对未来十年物理学可能取得突破的方向进行审慎预测和分析。

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这本书简直是为那些对传统化学课堂感到厌倦的教师们量身定制的一剂猛药。我读到一半的时候，就忍不住拿起笔，在空白处写满了各种批注和自己的想法。它没有提供那些标准化的SOP（标准操作程序），反而鼓励我们去挑战权威，去质疑那些“教科书上就是这么写的”陈旧教条。书中对“跨学科融合”的讨论尤其精彩，它不仅仅将化学与物理、生物结合，甚至探讨了如何利用艺术和历史的视角来解析化学现象。例如，它提到了如何通过分析古代颜料的成分来讲解氧化还原反应，这种将人文情怀注入科学教学的做法，实在令人耳目一新。这本书就像是一场头脑风暴的记录，充满了创意和不拘一格的思路，让人感觉化学实验教学的边界被极大地拓展了。

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拿到这本沉甸甸的著作，我本想寻找一些能立刻应用到下周实验课上的“小技巧”或“小窍门”，结果发现这本书完全没有这方面的倾向。它更像是一份为未来十年化学教育改革所准备的蓝图。作者似乎在用一种非常哲学化的方式来解构化学实验的本质，探讨“演示”与“探究”之间的平衡点，以及如何引导学生从“被动接受”转向“主动建构”。书中关于实验环境的构建、耗材的优化选择等方面，都提出了非常具有前瞻性的思考，尤其是在资源有限的环境下，如何通过巧妙的教学设计来弥补硬件上的不足。这本书读下来，感觉像是接受了一次高强度的思维训练，它迫使我重新审视自己作为教育者的责任，以及如何才能真正点燃学生对化学世界的好奇心。

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这是一本需要反复研读的书，它的价值在于其思想的深度，而非表面的操作指导。我注意到，书中对实验评价体系的革新提出了许多大胆的建议，不再是简单地根据实验结果的准确性打分，而是更加关注学生在实验过程中的观察记录、数据处理和逻辑推理能力。我个人非常欣赏作者在探讨“技术在实验教学中的角色”时所持的审慎态度，它没有盲目推崇最新的电子设备，而是强调技术应作为辅助工具，服务于教学目标，而非喧宾夺主。书中对不同年龄段学生的认知发展水平与实验难度匹配的分析非常详尽，这使得它在理论指导之余，也具备了相当的指导性价值，尽管这种指导是面向理念层面的。

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说实话，这本书给我的感觉更像是一次高屋建瓴的学术对话，而不是一本实用的工具书。它的语言风格非常严谨，充满了教育学和心理学的专业术语，这对于我这种非科班出身的阅读者来说，阅读门槛稍高。我本期望能在其中找到一些关于“微型化实验”或者“绿色化学实验”的实践案例，但书中更多地是停留在对现有教学模式的批判性反思上。它提出了很多尖锐的问题，比如我们如何平衡实验的直观性和科学的严谨性，如何处理探究性实验中不可避免的失败。其中对“失败教育”的论述，我深感震撼，作者认为实验的失败不应被视为挫折，而应是更深层次理解化学反应机制的契机。整本书的结构逻辑性极强，但对于动手能力较弱的教师来说，可能需要花费大量时间去消化和转化书中的理念。

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这本书，初拿到手，就被那厚重的质感和简约的封面设计所吸引。我一直对化学实验的教学方式抱持着一种“老旧”的印象，无非是跟着课本上的步骤，重复那些经典的、甚至有些枯燥的实验。然而，当我翻开这本书的目录时，一种前所未有的期待油然而生。它似乎没有直接去探讨“如何做”某个具体的实验，而是将重点放在了“为什么”和“如何让学生更好地理解”这个核心问题上。里面穿插着许多关于实验设计哲学和安全教育的深入探讨，这种高度的理论性和前瞻性，让这本书更像是一本面向未来教育工作者的指南，而非简单的操作手册。我特别欣赏其中关于情境创设的部分，作者似乎非常强调将枯燥的化学原理融入到日常生活的实际问题中去，这对于激发学生的学习兴趣无疑是极其有效的策略。它不仅仅是在教授知识，更是在培养一种科学的思维模式和解决问题的能力。

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